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第五節(jié)　光合作用將光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能
說明植物細胞的葉綠體從太陽光中捕獲能量,這些能量在二氧化碳和水轉(zhuǎn)變?yōu)樘桥c氧氣的過程中,轉(zhuǎn)換并儲存為糖分子中的化學(xué)能。
　1.基于光合作用與細胞呼吸的反應(yīng)式,歸納、總結(jié)兩者的區(qū)別,形成結(jié)構(gòu)與功能觀。
　2.通過分析光合作用發(fā)生的場所、條件等,闡明光合作用的過程和實質(zhì),培養(yǎng)科學(xué)思維能力。
　3.理解“光合色素的提取與分離”的實驗原理和方法,掌握基本的實驗操作技能。
　4.比較光反應(yīng)和碳反應(yīng)及其相互關(guān)系,明確兩者是相輔相成不可分割的統(tǒng)一整體,形成穩(wěn)態(tài)與平衡觀、物質(zhì)與能量觀。
　5.建構(gòu)光強度、CO2濃度及溫度變化對光合速率影響的曲線模型,綜合分析影響光合作用的環(huán)境因素。
　6.分析影響光合作用的外界因素,并設(shè)計方案進行探究,培養(yǎng)科學(xué)探究能力。
　7.應(yīng)用光合作用原理指導(dǎo)農(nóng)業(yè)生產(chǎn),并對生產(chǎn)實踐中的相關(guān)內(nèi)容做出理性解釋和判斷。
課時1　光合作用概述、光合色素的提取與分離實驗操作
一、光合作用概述
1.光合作用概念
指綠色植物和藍細菌等以二氧化碳和水為原料,利用光能合成糖類等有機物并釋放氧氣的過程。
2.光合作用總反應(yīng)式
6CO2+12H2OC6H12O6+6H2O+6O2。
二、光合作用在葉綠體中進行
1.葉綠體的結(jié)構(gòu)與功能
(1)結(jié)構(gòu)模式圖。
(2)結(jié)構(gòu)。
(2)結(jié)構(gòu)。
(3)功能:進行光合作用的場所。
1.葉綠體是進行光合作用的必要結(jié)構(gòu)嗎 為什么
提示:不是,原核細胞如藍細菌,雖沒有葉綠體,但也能進行光合作用。
2.科學(xué)家采用什么方法證明光合作用過程中釋放的氧氣只來自參加反應(yīng)的水
提示:同位素標(biāo)記法。
2.光合色素的提取與分離實驗操作
(1)實驗原理。
①提取色素:光合色素是一類脂溶性物質(zhì),可利用脂溶劑將它們從葉綠體中提取出來,本實驗采用 95%的酒精進行提取。
②分離葉綠體中色素:各種色素在層析液中的溶解度不同,溶解度高的隨層析液在濾紙上擴散的速度快,反之則速度慢,因而色素就會隨著層析液在濾紙上擴散而分離開。
(2)實驗步驟。
①提取色素。
收集
②分離色素。
(3)觀察實驗結(jié)果:5～10 min以后,取出濾紙條。待濾紙條干燥后,濾紙條上會出現(xiàn)4種不同顏色的光合色素帶,由上至下依次為胡蘿卜素、葉黃素、葉綠素a和葉綠素b。
3.葉綠體中含有的光合色素
(1)光合色素在葉肉細胞中的含量不同,有些色素的含量會隨著季節(jié)(溫度)或者生理特性的變化而發(fā)生變化。
(2)葉綠體中的葉綠素a和葉綠素b,都是含鎂的有機分子,它們分別呈現(xiàn)藍綠色、黃綠色。
(3)葉綠體中還有許多種黃色、橙色和紅色的色素,合稱為類胡蘿卜素,其中最多的是胡蘿卜素和葉黃素。
(4)在光合作用中,光合色素的作用是吸收可見光,將光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能,用于有機物的合成。
層析時,濾紙條上的濾液細線為什么要高于層析液液面
提示:濾紙條上的濾液細線如果低于層析液液面,細線上的色素就會溶解到層析液中,因此就不會在濾紙條上擴散開來。
[自主學(xué)習(xí)檢測]——教材基礎(chǔ)熟記于心
1.葉綠素中含有Mg,易溶于水,不溶于脂溶劑。(　×　)
提示:葉綠素中含有Mg,易溶于脂溶劑,難溶于水。
2.線粒體和葉綠體為雙層膜結(jié)構(gòu),其內(nèi)膜中分別分布著與呼吸作用和光合作用有關(guān)的酶。(　×　)
提示:葉綠體內(nèi)膜上無與光合作用有關(guān)的酶的分布。
3.不同種類的色素在綠葉中的含量不同,層析后含量多的色素在濾紙條上的色素帶寬,反之色素帶窄。(　√　)
4.在濾紙條上4條平行分布的色素帶顏色,自上而下依次為橙色、黃色、黃綠色、藍綠色。(　×　)
提示:在濾紙條上4條平行分布的色素帶,自上而下依次為橙色的胡蘿卜素、黃色的葉黃素、藍綠色的葉綠素a、黃綠色的葉綠素b。
5.提取色素研磨時加入少許CaCO3,可防止葉綠體被破壞。(　×　)
提示:加入少許CaCO3,可防止葉綠素被破壞。
6.與H2O的裂解有關(guān)的許多酶分布在葉綠體的類囊體空腔內(nèi)。(　√　)
7.葉綠體的類囊體膜和基質(zhì)中均分布有葉綠素及將光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的多種蛋白質(zhì)。(　×　)
提示:與光合作用有關(guān)的色素和將光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的多種蛋白質(zhì)分布在葉綠體的類囊體膜上。
8.葉綠體中色素提取的原理是色素溶解在層析液中。(　×　)
提示:葉綠體中色素提取的原理是色素能溶解于有機溶劑中,如95%的酒精。
任務(wù)一　概述光合作用
[任務(wù)突破]
理解光合色素與吸收光譜
色素的分布 葉綠體的類囊體膜上
吸收光譜 葉綠素主要吸收紅光和藍紫光,類胡蘿卜素主要吸收藍紫光;一般葉綠體中的色素只吸收可見光,對紅外光和紫外光不吸收
化學(xué)特性 不溶于水,能溶于乙醇、丙酮等有機溶劑
色素 與 葉片 顏色 正常綠色 正常葉片的葉綠素和類胡蘿卜素的比例約為3∶1,且對綠光吸收最少,所以正常葉片總是呈現(xiàn)綠色
葉色變黃 寒冷時,葉綠素分子易被破壞,類胡蘿卜素較穩(wěn)定,葉片顯示出類胡蘿卜素的顏色,葉子變黃
葉色變紅 秋天降溫時,植物體為適應(yīng)寒冷,體內(nèi)積累了較多的可溶性糖,有利于形成紅色的花青素(存在于液泡中),而葉綠素因寒冷逐漸降解,葉子呈現(xiàn)紅色
特別 說明 ①植物葉片呈現(xiàn)綠色的原因是葉片中的色素對綠光的吸收少,綠光被反射出來; ②植物的液泡中含有的色素(花青素)不參與光合作用; ③植物幼嫩的莖和果實的細胞中也含有吸收光能的色素
[遷移應(yīng)用]
[典例1] 下圖表示某正常綠色植物的葉綠體中各類色素的吸收光譜,下列敘述錯誤的是(　C　)
A.葉綠體中含有多種黃色、橙色和紅色的色素,合稱類胡蘿卜素
B.由550 nm波長的光轉(zhuǎn)為670 nm波長的光后,短時間內(nèi)葉綠體中ATP含量增加
C.用葉綠體中提取的色素混合液進行吸收光譜分析,在670 nm處的吸收峰有2個
D.對圖示吸收光譜進行分析,在紅光區(qū)存在吸收峰的有2種色素
解析:葉綠體中,除了葉綠素外,還存在多種黃色、橙色和紅色的色素,合稱類胡蘿卜素;由550 nm波長的光轉(zhuǎn)為670 nm波長的光后,色素吸收的光增加,光合作用光反應(yīng)增強,所以短時間內(nèi)葉綠體中ATP含量增加;葉綠素a和葉綠素b主要吸收紅光和藍紫光,類胡蘿卜素主要吸收藍紫光,670 nm處屬于紅光,從圖中看出,在670 nm處,色素混合液只有1個吸收峰;葉綠素a和葉綠素b主要吸收紅光和藍紫光,類胡蘿卜素主要吸收藍紫光,在紅光區(qū)域,存在吸收峰的有葉綠素a和葉綠素b。
任務(wù)二　光合色素的提取與分離
[任務(wù)突破1]
明確光合色素提取與分離實驗中的注意事項及操作目的
實驗過程 注意事項 操作目的
提取 色素 ① 選取新鮮的綠色葉片 使濾液中色素含量高
② 將新鮮的菠菜葉烘干、粉碎成干粉,研磨時加入2～3 mL 95%的酒精 溶解葉片中的色素
③ 研磨時加入少許的二氧化硅和碳酸鈣 研磨充分和保護葉綠素
④ 迅速、充分研磨 防止溶劑揮發(fā)并充分溶解色素
⑤ 盛放濾液的試管管口加棉塞 防止色素分子被氧化
分離 色素 ① 濾紙條預(yù)先干燥處理 使層析液在濾紙條上的擴散速度快
② 濾紙條的一端剪去兩角 防止層析液在濾紙條的邊緣處擴散過快
③ 濾液細線要細、齊、直 使分離的色素帶平齊、不重疊
④ 濾液細線干燥后重復(fù)畫,共畫3～4次 使分離的色素帶清晰便于觀察
⑤ 濾液細線不能觸及層析液 防止色素直接溶解在層析液中
[遷移應(yīng)用]
[典例2-1] (2022·溫州高一期中聯(lián)考)下列有關(guān)光合色素的提取與分離實驗的敘述,正確的是(　C　)
A.濾液細線浸入層析液,可導(dǎo)致濾紙條上色素帶重疊
B.可以用95%的酒精分離光合色素
C.點樣的時候可用毛細吸管吸取少量濾液,沿鉛筆畫的橫線均勻地畫出一條細而直的線
D.雖然接觸了層析液等化學(xué)藥品,但是實驗結(jié)束后可以不用洗手直接進食
解析:濾液細線浸入層析液,色素會溶解在層析液中,導(dǎo)致色素不能在濾紙條上擴散;光合色素能溶于有機溶劑,可以用95%的酒精提取光合色素;用毛細吸管吸取少量濾液,沿鉛筆畫的橫線均勻地畫出一條細而直的線,待濾液干后,再畫3～4次;層析液中的苯有毒,實驗結(jié)束后需要用肥皂洗手,不能不洗手直接進食。
[任務(wù)突破2]
紙層析法分離的光合色素類型、顏色及主要吸光類型
[遷移應(yīng)用]
[典例2-2] 為研究強光照對移栽幼苗光合色素的影響,某同學(xué)提取葉綠體色素進行紙層析,如圖為紙層析的結(jié)果(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ為色素條帶)。下列敘述錯誤的是(　B　)
A.強光照導(dǎo)致了該植物的葉綠素含量降低
B.色素Ⅰ、Ⅱ主要吸收紅光和藍紫光
C.色素Ⅲ、Ⅳ都是含鎂的有機分子
D.類胡蘿卜素含量的增加可能有利于該植物抵御強光照
解析:色素Ⅲ和色素Ⅳ屬于葉綠素,對比正常光照和強光照可知,強光照導(dǎo)致了該植物的葉綠素含量降低;色素Ⅰ、Ⅱ合稱為類胡蘿卜素,主要吸收藍紫光;色素Ⅲ和色素Ⅳ屬于葉綠素,都是含鎂的有機分子;強光照和正常光照相比,葉綠素含量明顯降低,類胡蘿卜素含量增加,可見類胡蘿卜素含量增加有利于該植物抵御強光照。
基礎(chǔ)達標(biāo)練
1.下列關(guān)于葉綠體的敘述,正確的是(　A　)
A.葉綠體是進行光合作用的場所
B.沒有葉綠體的細胞不能進行光合作用
C.葉綠體是具有單層膜結(jié)構(gòu)的細胞器
D.葉綠體基質(zhì)是進行光反應(yīng)的主要場所
解析:葉綠體是進行光合作用的場所;藍細菌沒有葉綠體,但是含有藻藍素、葉綠素,可以進行光合作用;葉綠體是具有雙層膜結(jié)構(gòu)的細胞器;葉綠體基質(zhì)是進行碳反應(yīng)的場所。
2.(2022·新力量聯(lián)考)葉綠體中的色素為脂溶性物質(zhì),液泡中紫紅色的花青素為水溶性。以月季成熟的紫紅色葉片為材料,下列實驗無法達到目的的是(　C　)
A.用95%的酒精提取葉綠體中的色素
B.用水作層析液觀察花青素的色素帶
C.用光學(xué)顯微鏡觀察液泡、類囊體等結(jié)構(gòu)
D.用于驗證活細胞的細胞膜具有選擇透過性
解析:由題干信息可知,可用95%的酒精提取葉綠體中的色素;用水作層析液提取并觀察花青素的色素帶;光學(xué)顯微鏡無法觀察到類囊體;月季成熟的紫紅色葉片細胞為成熟的細胞,因而可以通過質(zhì)壁分離及復(fù)原實驗來驗證活細胞的細胞膜具有選擇透過性。
3.(2022·紹興高一期末)對菠菜綠葉中提取的色素進行分離,以色素擴散距離為橫坐標(biāo),光合色素的含量為縱坐標(biāo)繪制圖形,下列敘述正確的是(　A　)
A.色素甲呈黃綠色
B.濾紙條上色素帶最寬的是丁
C.色素乙在層析液中溶解度最大
D.菠菜綠葉的新鮮程度不影響四種色素的含量
解析:色素甲為葉綠素b呈黃綠色;光合色素乙(葉綠素a)的含量最多,濾紙條上色素帶最寬的是乙;同一時間段內(nèi)擴散距離越遠,色素在層析液中的溶解度越大,色素擴散距離最遠的是丁,即色素丁的溶解度最大;菠菜綠葉的新鮮程度會影響四種色素的含量,新鮮的葉片光合色素含量豐富,否則色素可能分解,影響實驗結(jié)果。
4.如圖為葉綠體結(jié)構(gòu)模式圖,下列關(guān)于其結(jié)構(gòu)與功能的敘述,正確的是(　A　)
A.該結(jié)構(gòu)與植物細胞的能量轉(zhuǎn)換有關(guān)
B.①主要由纖維素構(gòu)成
C.吸收光能的色素主要分布在②上
D.與光合作用有關(guān)的酶只位于④中
解析:葉綠體能將光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能;①葉綠體外膜主要由磷脂和蛋白質(zhì)組成;吸收光能的色素主要分布在③類囊體膜上;與光合作用有關(guān)的酶位于③和④。
5.某同學(xué)在完成色素提取和分離實驗后,在濾紙條上得到四條明顯分開的條帶,但四條色素帶都比正常顏色淺,其原因不可能是(　C　)
A.酒精加入量過大 B.沒有加二氧化硅
C.沒有加碳酸鈣 D.畫濾液細線次數(shù)少
解析:酒精加入量過大,色素濃度低,顏色會變淺;研磨時未加二氧化硅,會導(dǎo)致研磨不充分,提取的色素含量少;研磨時未加碳酸鈣,會破壞葉綠素,導(dǎo)致分離后形成的四條色素帶中葉綠素的兩條色素帶比正常顏色淺,而類胡蘿卜素的兩條色素帶不受影響;畫濾液細線次數(shù)少,會導(dǎo)致濾液細線上沉積的色素少,導(dǎo)致分離后形成的四條色素帶都比正常顏色淺。
6.下列關(guān)于葉綠體中光合色素的敘述正確的是(　C　)
A.主要吸收紅外光和紫外光
B.有規(guī)律地分布在葉綠體內(nèi)膜上
C.類胡蘿卜素低溫下穩(wěn)定性高于葉綠素
D.在一定強度的光照下,能夠催化光反應(yīng)的發(fā)生
解析:葉綠體中的葉綠素主要吸收藍紫光和紅光,類胡蘿卜素主要吸收藍紫光;葉綠體中的光合色素分布在葉綠體的類囊體膜上;類胡蘿卜素低溫下穩(wěn)定性高于葉綠素,故低溫葉綠素被破壞,類胡蘿卜素比較穩(wěn)定;酶具有催化作用,光合色素沒有催化作用。
7.如圖為分離菠菜葉光合色素的實驗裝置及結(jié)果示意圖(濾紙片中心點為點樣處),色素環(huán)帶①是(　B　)
A.胡蘿卜素 B.葉黃素
C.葉綠素a D.葉綠素b
解析:各種色素隨層析液在濾紙上擴散速度不同,其中胡蘿卜素擴散得最快,其次是葉黃素,然后是葉綠素a,擴散最慢的是葉綠素b,因此①是擴散較快的葉黃素。
8.如圖為葉綠體內(nèi)的不同色素的吸收光譜。結(jié)合圖示分析若遇到連續(xù)陰雨天氣,種植蔬菜的大棚里最好選擇補充的光源為(　A　)
A.紅光或藍紫光 B.綠光
C.紫外光和紅外光 D.黃光或橙光
解析:題圖中顯示葉綠素和類胡蘿卜素在藍紫光區(qū)都有吸收峰,葉綠素在紅光區(qū)有吸收峰,故在陰雨天氣中,為了提高植物光合速率應(yīng)該補充的有效光是紅光或藍紫光。
9.如圖代表新鮮菠菜葉光合色素紙層析的結(jié)果。若以秋冬的銀杏落葉為材料,得到的色素帶最可能有(　D　)
A.①② B.②③
C.①④ D.③④
解析:據(jù)圖示分析,由下而上的色素依次為葉綠素b(黃綠色)、葉綠素a(藍綠色)、葉黃素(黃色)、胡蘿卜素(橙色),秋冬的銀杏落葉由于在低溫條件下葉綠素已分解,落葉中主要含葉黃素和胡蘿卜素,所以得到的色素帶最可能有③④。
10.下列關(guān)于“光合色素的提取與分離”實驗的敘述,正確的是(　D　)
A.加入少許CaCO3能避免類胡蘿卜素被破壞
B.新鮮的菠菜葉片烘干后不利于色素的提取
C.紙層析法分離光合色素的原理是色素易溶于95%的酒精
D.用某一葉黃素缺失突變體水稻葉片進行實驗,分離色素時從上往下第2條色素帶缺失
解析:加入少許CaCO3能避免葉綠素被破壞;新鮮的菠菜葉片烘干后減少了細胞中的水分,有利于色素的提取;紙層析法分離光合色素的原理是各種色素隨層析液在濾紙條上擴散速度不同,從而分離色素;分離色素時,葉黃素位于濾紙條從上往下第2條,所以用某一葉黃素缺失突變體水稻葉片進行實驗,分離色素時(從上往下)第2條色素帶
缺失。
11.擬南芥是生物學(xué)實驗中常用的實驗材料,用不同強度的光照射擬南芥葉片,葉肉細胞中葉綠體的位置和朝向如圖所示,箭頭代表光照方向。請回答下列問題。
(1)擬南芥葉肉細胞通常呈現(xiàn)綠色,與　　　　　　　　　 　上分布著捕獲光能的色素有關(guān),這些色素可分為兩類,其中含量較高的是　　 　　。
(2)種植擬南芥時,如遇到連續(xù)陰雨天氣最好選擇相同光強度下的
　　 　　(填“白光”“紅光”或“綠光”)補充光照,但種植大棚作物選用　　 　　　(填“無色透明”“紅色”或“綠色”)的薄膜。
(3)深秋擬南芥葉片由綠變黃,采用紙層析法對該葉片進行色素分離,濾紙條上自上而下的第　　　　條色素帶顏色較淺或幾乎沒有,如果遇到連續(xù)陰雨天氣用紅光補充光照 　　　　　　(填“較好”或“基本無效”),因為 　 　。
(4)光照較弱時,擬南芥葉肉細胞中葉綠體的位置和朝向是
　,
葉綠體這樣分布的意義是 　　　　　　　　　　　 　。
解析:(1)擬南芥葉肉細胞通常呈現(xiàn)綠色,與葉綠體的類囊體薄膜上分布著捕獲光能的色素有關(guān),這些色素可分為兩類,葉綠素和類胡蘿卜素,其中含量較高的是葉綠素(約占3/4)。
(2)如果遇到連續(xù)陰雨天氣最好選擇相同光強度下的紅光補充光照(白光是復(fù)合光,同等光強度下紅光提供的光能更多),但種植大棚作物選用無色透明的薄膜,以透過所有的色光,有利于植物的光合作用。
(3)用紙層析法進行色素分離時,濾紙條上從上到下依次是胡蘿卜素、葉黃素、葉綠素a、葉綠素b,深秋溫度低葉綠素分解,使植物葉片由綠變黃,故濾紙條上自上而下的第3、第4條色素帶顏色較淺或幾乎沒有。由于深秋植物葉片由綠變黃,葉綠素含量很低,吸收紅光很少,且類胡蘿卜素不吸收紅光,故在連續(xù)陰雨天氣用紅光補充光照基本
無效。
(4)光照較弱時,擬南芥葉肉細胞中多數(shù)葉綠體分布在光照一側(cè),以橢球體的正面(面積較大的一面)朝向光源,以增大葉綠體的受光面積,吸收更多的光能,進行光合作用。
答案:(1)葉綠體的類囊體薄膜　葉綠素
(2)紅光　無色透明
(3)3、第4　基本無效　 深秋植物葉片由綠變黃,葉綠素含量很低,吸收紅光很少,且類胡蘿卜素不吸收紅光
(4)多數(shù)葉綠體分布在光照一側(cè),以橢球體的正面(面積較大的一面)朝向光源　增大葉綠體的受光面積,吸收更多的光能
12.為探究不同環(huán)境因素對某植物葉片中葉綠素相對含量的影響,進行了相關(guān)實驗,結(jié)果如圖所示:
回答下列問題。
(1)本實驗的因變量是　　　 　　　　。由圖中曲線對比可知,經(jīng)　　　　　　　　處理的該植物葉片中葉綠素含量下降最為明顯,這將直接導(dǎo)致光反應(yīng)中葉綠素吸收的　　　　　　　　光減少而降低了光合速率。由此推知,若遇到較低溫天氣,除升溫方法外,可對植物進行　　　　處理以減少葉綠素的損失。
(2)提取上述四組該植物葉片中的色素時,為防止色素被破壞,研磨時可加入適量的　　　　。對上述四組色素提取液分別進行紙層析分離,結(jié)果發(fā)現(xiàn),第4組得到的色素帶中,從上到下的第　　　 　條色素帶均明顯變窄。
(3)若用不同波長的光照射葉綠素 a 提取液并測定　　　 　,可得到葉綠素a的吸收光譜。
解析:(1)由題圖可知,該實驗的自變量是溫度和光照的有無,因變量是葉綠素含量。由圖中曲線4可知,經(jīng)光照和低溫處理的該植物葉片中葉綠素含量下降最為明顯,由此推知,若遇較低溫天氣,可通過升溫和對該植物進行遮光處理來減少葉綠素的損失。葉綠素主要吸收藍紫光和紅光。
(2)碳酸鈣可防止研磨中色素被破壞。第4組植物葉片中葉綠素含量較低,其色素提取液進行紙層析分離所得到的色素帶中,從上到下的第3、第4條色素帶(葉綠素a、葉綠素b)均明顯變窄。
(3)用不同波長的光照射葉綠素a的提取液并測定吸光率,可得到葉綠素a的吸收光譜。
答案:(1)葉綠素相對含量　低溫和光照　藍紫光和紅　遮光　(2)碳酸鈣　3、第4　(3)吸光率
綜合提升練
13.如圖甲為葉綠體結(jié)構(gòu)模式圖,圖乙是從圖甲中取出的部分結(jié)構(gòu)放大圖。下列相關(guān)敘述正確的是(　B　)
A.圖甲中生物膜的面積主要靠內(nèi)膜向內(nèi)折疊形成嵴而增大
B.圖乙所示的結(jié)構(gòu)來自圖甲中的③
C.③含有4種色素,其中葉綠素b的含量最多
D.圖乙中光合色素的合成與光照有關(guān),與溫度無關(guān)
解析:葉綠體通過形成大量的片層結(jié)構(gòu)——類囊體,增大膜面積;圖甲中的③是基粒,圖乙結(jié)構(gòu)含有光合色素,光合色素分布在基粒的類囊體膜上,所以圖乙所示的結(jié)構(gòu)來自圖甲中的③;③中的色素主要是葉綠素和類胡蘿卜素,其中葉綠素a的含量最多;光合色素的合成既與光照有關(guān),又與溫度有關(guān)。
14.圖示為某次光合作用色素紙層析的實驗結(jié)果,樣品分別為新鮮菠菜葉和一種藍細菌經(jīng)液氮冷凍研磨后的乙醇提取液。
下列敘述正確的是(　D　)
A.研磨時加入CaCO3過量會破壞葉綠素
B.層析液可采用生理鹽水或磷酸鹽緩沖液
C.層析完畢后葉綠素條帶會很快隨溶液揮發(fā)消失
D.實驗驗證了該種藍細菌沒有葉綠素b
解析:研磨時加入CaCO3的目的是保護葉綠素,加入過量不會破壞葉綠素;層析液是有機溶劑,不能用生理鹽水或磷酸鹽緩沖液;層析完畢后應(yīng)迅速記錄結(jié)果,否則葉綠素條帶會因色素分解而消失,但不會隨層析液揮發(fā)而消失;由題圖可知,菠菜濾紙條由上至下依次是胡蘿卜素、葉黃素、葉綠素a和葉綠素b,故藍細菌細胞中沒有葉黃素和葉綠素b,但有胡蘿卜素和葉綠素a。
15.中國的飲食講究“色、香、味”,顏色會影響消費。某同學(xué)擬研發(fā)“綠色”食用色素,他以生長很快的入侵植物水葫蘆為材料進行如下實驗。
Ⅰ.提取葉綠素:
綠色葉片提取液過濾液濃縮液葉綠素粗產(chǎn)品
Ⅱ.探究pH對葉綠素穩(wěn)定性的影響:
取一些葉綠素粗產(chǎn)品,配成一定濃度的溶液,于室溫(約25 ℃)下進行實驗,方法和結(jié)果如下表。
實驗 組號 葉綠素 溶液/ mL 調(diào)pH 處理 時間/ min 溶液顏色
① 3.0 Y 10 綠色
② 3.0 7.0 10 綠色
③ 3.0 6.0 10 黃綠色
④ 3.0 5.0 10 黃褐色
注:葉綠素被破壞后變成黃褐色。
根據(jù)所學(xué)知識和實驗結(jié)果,請回答下列問題。
(1)提取食用葉綠素的X應(yīng)該為　 ,
原因是 　　　　　 　　　　　。
(2)表中Y應(yīng)該為　　　 　,原因是　 　　　　　　　　。
(3)若用作食品色素,天然葉綠素色素不適用于　　　 　食品,否則　 　　　 　　　　　。
(4)該同學(xué)想了解葉綠素產(chǎn)品中是否含有其他色素,請你提供檢測方法并寫出主要步驟。
解析:(1)色素易溶于有機溶劑,不溶于水,因此提取食用葉綠素應(yīng)選用對人體無害的有機溶劑。(2)據(jù)表中數(shù)據(jù)可知,pH梯度為1.0,因此Y的數(shù)值為8.0。(3)據(jù)題中實驗結(jié)果可知,酸性條件可破壞葉綠素。(4)檢測產(chǎn)品中是否含有其他色素,可利用紙層析法分離色素而得出結(jié)論。
答案:(1)對人體無害的有機溶劑(食用酒精)　葉綠素易溶于有機溶劑,且應(yīng)考慮溶劑對人體的影響
(2)8.0　以1.0作為pH梯度進行實驗
(3)酸性　葉綠素被破壞會造成食品失綠而影響品質(zhì)
(4)紙層析法,其主要步驟是①制備濾紙條,②畫濾液細線,③用層析液分離色素,④觀察色素帶。

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