《同步新教材人教生物必修一新突破講義：第5章 第4節(jié)　第1課時　捕獲光能的色素和結(jié)構(gòu) Word版含答案》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《同步新教材人教生物必修一新突破講義：第5章 第4節(jié)　第1課時　捕獲光能的色素和結(jié)構(gòu) Word版含答案（10頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、 第4節(jié)　光合作用與能量轉(zhuǎn)化 第1課時　捕獲光能的色素和結(jié)構(gòu) 學(xué)習(xí)目標(biāo) 核心素養(yǎng) 1．理解“綠葉中色素的提取和分離”的實驗原理和方法。(重難點) 2．說出葉綠體中色素的種類和作用。(重點) 3．說出葉綠體的結(jié)構(gòu)和功能。(重點) 1．通過“綠葉中色素的提取和分離”實驗，提高實驗方案的實施及對實驗結(jié)果的交流與討論的能力。 2．通過對葉綠體的結(jié)構(gòu)和功能的學(xué)習(xí)，形成結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的生命觀念。 一、綠葉中色素的提取和分離 1．色素的提取 (1)原理 綠葉中的色素能溶解在有機溶劑——無水乙醇中。 (2)實驗用品及作用[連線] 　　　　　　 ①無水乙醇　　　　　 a．

2、過濾 ②SiO2 b．溶解色素、提取色素 ③CaCO3 c．有助于研磨充分 ④單層尼龍布 d．防止研磨時色素被破壞 【提示】?、伲璪　②－c?、郏璬?、埽璦 (3)實驗步驟 取材：稱取5 g綠葉，剪碎，放入研缽中 　↓ 研磨： 　↓ 過濾：漏斗基部放一塊單層尼龍布，將研磨液迅速倒入玻璃漏斗中進(jìn)行過濾 　↓ 收集：用小試管收集色素濾液，及時將試管口用棉塞塞緊 2．色素的分離 (1)實驗原理：綠葉中的色素能溶解在層析液中，但不同的色素的溶解度不同，溶解度高的隨層析液在濾紙上擴散得快；反之則慢。這樣，綠葉中色素就會隨著層析液在濾紙上的擴散而分離開。 (2)實驗步驟

3、 　↓ ③分離綠葉中的色素：將適量的層析液倒入試管中，將濾紙條(有濾液細(xì)線的一端朝下)插入層析液中，隨后用棉塞塞緊試管口 注意：不能讓濾紙條上的濾液細(xì)線觸及層析液 　↓ ④觀察結(jié)果：濾紙條上有四條色素帶 3．色素的種類、含量、顏色及吸收光譜 種類 葉綠素(約占3/4) 類胡蘿卜素(約占1/4) 葉綠素a 葉綠素b 胡蘿卜素 葉黃素 顏色 藍(lán)綠色 黃綠色 橙黃色 黃色 吸收光譜 主要吸收紅光和藍(lán)紫光 主要吸收藍(lán)紫光 二、葉綠體的結(jié)構(gòu)適于進(jìn)行光合作用 1．葉綠體的形態(tài)：扁平的橢球形或球形。 2．葉綠體的結(jié)構(gòu)模式圖 (1)結(jié)構(gòu) (2

4、)功能：進(jìn)行光合作用的場所。 (3)恩格爾曼的實驗：需氧細(xì)菌只分布在葉綠體有光束照射的部位。 3．葉綠體捕獲光能、進(jìn)行光合作用的物質(zhì)基礎(chǔ) (1)葉綠體內(nèi)部巨大的膜表面上，分布著許多吸收光能的色素分子； (2)在類囊體膜上和葉綠體基質(zhì)中，還有許多進(jìn)行光合作用所必需的酶。 1．綠葉中色素分離的原理是色素能溶解在有機溶劑無水乙醇中。 (　　) 2．提取色素時加碳酸鈣的目的是使研磨更充分。 (　　) 3．吸收光能的有關(guān)色素分布在葉綠體的內(nèi)膜上。 (　　) 4．植物呈現(xiàn)綠色是由于葉綠素能有效地吸收綠光。 (　　) 5．葉綠素a和葉綠素b主要吸收紅光和藍(lán)紫光。 (　　) 提示

5、：1．×　綠葉中色素分離的原理是色素在層析液中的溶解度不同。 2．×　加碳酸鈣的目的是防止色素被破壞。 3．×　色素分布在類囊體膜上。 4．×　葉綠素不吸收綠光。 5．√ 葉綠體中色素的提取和分離 [問題探究] 1．實驗過程中，甲同學(xué)忘記加入二氧化硅和碳酸鈣，乙同學(xué)忘記加入無水乙醇，丙同學(xué)加的無水乙醇過多。請分析他們可能出現(xiàn)的實驗結(jié)果。 提示：甲同學(xué)研磨不充分，部分色素被破壞，過濾收集的濾液顏色淺。乙同學(xué)不能提取到色素。丙同學(xué)的濾液顏色淺，提取的濾液色素的濃度低。 2．實驗操作時，為什么要將濾紙條的一端剪去兩角？畫濾液細(xì)線的要求是細(xì)、直、齊，且要在干燥后重復(fù)畫一兩次，

6、請分析這樣做的原因是什么？ 提示：(1)剪去兩角的目的是防止層析液在濾紙條的邊緣擴散過快。 (2)濾液細(xì)線要細(xì)、直、齊是使分離的色素不重疊，重復(fù)畫線的目的是增加色素含量，使分離的色素帶清晰，便于觀察。 3．實驗結(jié)束后，某同學(xué)的濾紙條上沒有出現(xiàn)色素帶，請?zhí)接懫鋵嶒炇〉目赡茉颉? 提示：(1)忘記畫濾液細(xì)線。 (2)層析時濾液細(xì)線觸及層析液。 [歸納總結(jié)] 1．實驗材料和試劑 (1)材料 葉片要新鮮、顏色要深綠，這樣的葉片含有的色素較多。 (2)試劑及作用 試劑名稱 作用 二氧化硅

7、 有利于綠葉的充分研磨和色素的釋放 碳酸鈣 防止研磨時色素被破壞 無水乙醇 溶解色素 層析液 分離色素 2.實驗操作中的關(guān)鍵步驟 (1)研磨要迅速、充分：研磨充分使葉綠體完全破裂，可提取較多的色素。 (2)濾液細(xì)線要求：細(xì)、直、齊，含有較多的色素，所以應(yīng)待濾液干后再畫一兩次。 (3)濾液細(xì)線不能觸及層析液，否則色素會溶解到層析液中，使濾紙條上得不到色素帶。 3．濾紙條上色素的分布和對光的吸收 4．綠葉中色素的提取和分離實驗的異常現(xiàn)象分析 (1)收集到的濾液中綠色過淺的原因分析： ①未加石英砂(二氧化硅)，研磨不充分。 ②使用放置數(shù)天的菠菜葉，濾液色素(葉綠素

8、)太少。 ③一次加入大量的無水乙醇，提取濃度太低。 ④未加碳酸鈣或加入過少，色素分子被破壞。 (2)濾紙條色素帶重疊：濾液細(xì)線畫得過粗。 (3)濾紙條看不見色素帶： ①忘記畫濾液細(xì)線。 ②濾液細(xì)線接觸到層析液，且時間較長，色素全部溶解到層析液中。 1．關(guān)于葉綠素提取的敘述中錯誤的是(　　) A．菠菜綠葉可被用作葉綠素提取的材料 B．加入少許CaCO3能避免葉綠素被破壞 C．用乙醇提取的葉綠體色素中無胡蘿卜素 D．研磨時加入石英砂可使葉片研磨更充分 C　[葉綠體中的四種色素包括胡蘿卜素，均溶于無水乙醇，C項錯誤；菠菜綠葉可被用作葉綠素提取的材料，研磨時加入SiO2

9、可使葉片研磨更充分，加入少許CaCO3，可以中和葉肉細(xì)胞中的有機酸，能避免葉綠素被破壞。] 2．下列有關(guān)綠葉中色素的提取和分離實驗的敘述中，正確的是(　　) A．葉綠素的提取需要加入層析液作為提取液 B．過濾時應(yīng)使用單層尼龍布，并用棉塞塞住試管口 C．分離色素時應(yīng)將濾液細(xì)線置于層析液中 D．選材不同，四條色素帶在濾紙條上的排列順序不同 B　[提取葉綠素使用的是無水乙醇，層析液用于分離色素；過濾時使用單層尼龍布，并用棉塞塞住試管口，以防止揮發(fā)性強的無水乙醇揮發(fā)；分離色素時不能將濾液細(xì)線置于層析液中，否則色素會溶入層析液中；不同材料中四種色素在層析液中的溶解度相同，來自不同材料葉綠體中

10、的四種色素含量可能不同，經(jīng)過紙層析后，在濾紙上的排列順序相同，色素帶粗細(xì)可能不同。] 色素功能和葉綠體的結(jié)構(gòu)和功能 [問題探究] 1．一般植物的葉片在春、夏季為綠色，而在秋季呈黃色。請分析出現(xiàn)這一現(xiàn)象的原因是什么？ 提示：在春、夏季節(jié)，葉子中葉綠素含量多于類胡蘿卜素含量，葉綠素對綠光吸收最少，綠光被反射出來，所以呈綠色。在秋季，葉綠素被破壞，類胡蘿卜素完好，葉子呈現(xiàn)出了類胡蘿卜素的顏色，所以呈現(xiàn)黃色。 2．葉綠體的結(jié)構(gòu)有哪些特點與光合作用相適應(yīng)？ 提示：(1)葉綠體的色素分布在基粒的類囊體膜上，基粒和類囊體的數(shù)量很多，極大地擴展了受光面積。(2)類囊體薄膜上和葉綠體基質(zhì)中分布有

11、與光合作用有關(guān)的酶。 [歸納總結(jié)] 1．葉綠體中的色素與吸收光譜 (1)葉綠體中的色素只吸收可見光，而對紅外光和紫外光等不吸收。 (2)葉綠素對紅光和藍(lán)紫光的吸收量大，類胡蘿卜素對藍(lán)紫光吸收量大，對其他可見光并非不吸收，只是吸收量較少。 2．葉綠體功能的驗證實驗——恩格爾曼實驗 (1)實驗過程及現(xiàn)象 (2)實驗結(jié)論 ①葉綠體是進(jìn)行光合作用的場所。 ②O2是由葉綠體釋放的。 (3)實驗設(shè)計的“四妙” ①實驗材料選得妙：實驗材料選擇水綿和好氧細(xì)菌。水綿的葉綠體呈螺旋式帶狀，便于觀

12、察；用好氧細(xì)菌可確定釋放氧氣多的部位。 ②排除干擾的方法妙：沒有空氣的黑暗環(huán)境，排除了空氣中氧氣和光的干擾。 ③觀測指標(biāo)設(shè)計得妙：用極細(xì)的光束點狀投射，葉綠體上可分為獲得光照多和光照少的部位，相當(dāng)于一組對照實驗。 ④實驗對照設(shè)計得妙：進(jìn)行黑暗(局部光照)和曝光對照實驗，明確實驗結(jié)果完全是由光照引起的。 1．如圖是葉片中兩類色素的吸收光譜，試判定甲和乙分別為何種色素(　　) A．葉綠素a、葉綠素b　 B．類胡蘿卜素、葉綠素 C．葉黃素、葉綠素a D．葉綠素、類胡蘿卜素 D　[葉綠素主要吸收紅光和藍(lán)紫光，類胡蘿卜素主要吸收藍(lán)紫光。] 2．為證實葉綠體有放氧功能，可利用含

13、有水綿與好氧細(xì)菌的臨時裝片進(jìn)行實驗，裝片需要給予一定的條件，這些條件是(　　) A．光照、有空氣、臨時裝片中無NaHCO3稀溶液 B．光照、無空氣、臨時裝片中有NaHCO3稀溶液 C．黑暗、有空氣、臨時裝片中無NaHCO3稀溶液 D．黑暗、無空氣、臨時裝片中有NaHCO3稀溶液 B　[水綿中的葉綠體通過光合作用釋放氧氣，光合作用需要光照和CO2，NaHCO3稀溶液可提供CO2，裝片中不能有空氣，否則好氧細(xì)菌均勻分布，無法根據(jù)好氧細(xì)菌的聚集情況來確定葉綠體是否有放氧功能。] [課堂小結(jié)] 知識網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建 核心語句背誦 1．提取色素的原理是色素能溶解在無水乙醇等有機溶劑中。

14、2．不同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得快，反之則慢。 3．層析后濾紙條上自上而下的四條色素帶依次是胡蘿卜素、葉黃素、葉綠素a和葉綠素b。 4．葉綠素主要吸收紅光和藍(lán)紫光，胡蘿卜素和葉黃素主要吸收藍(lán)紫光。 5．色素分布于葉綠體類囊體薄膜上，而與光合作用有關(guān)的酶分布于類囊體薄膜和葉綠體基質(zhì)中。 1．在進(jìn)行“綠葉中色素提取和分離”的實驗時，不讓層析液沒及濾液細(xì)線的原因是(　　) A．濾紙上幾種色素會擴散不均勻而影響實驗結(jié)果 B．濾紙上的濾液細(xì)線會變粗而使色素太分散 C．色素會溶解在層析液中而使實驗失敗 D．濾紙上的幾種色素會混合起來不分散 C　[葉

15、綠體中的各種色素能夠溶于有機溶劑，若在層析時，層析液沒及濾紙條上的濾液細(xì)線，色素就會溶解在層析液中，導(dǎo)致層析后得不到色素帶。] 2．下圖為葉綠體結(jié)構(gòu)示意圖，下列敘述不正確的是(　　) A．1具有選擇透過性 B．吸收光能的色素分布在2上 C．與光合作用有關(guān)的酶只分布在3中 D．葉綠體具有雙層膜 C　[葉綠體具有雙層膜即圖示1，屬于生物膜，具有選擇透過性；與光合作用有關(guān)的酶，在2類囊體薄膜上以及3葉綠體基質(zhì)中均有分布。] 3．將豎直放置的水綿和某種好氧細(xì)菌的混合溶液放在暗處，白光透過三棱鏡照在混合液處，一段時間后，好氧細(xì)菌的分布情況最可能是(　　) A．隨機、均勻分布在混合

16、液中 B．集中分布在上下兩側(cè) C．集中分布在中央位置 D．集中分布在溶液的下層 B　[白光透過三棱鏡后，紅光分布在水綿上側(cè)，藍(lán)紫光分布在水綿下側(cè)，由于色素主要吸收紅光和藍(lán)紫光，因此豎直放置的水綿在上側(cè)和下側(cè)光合作用較強，產(chǎn)生的氧氣較多，好氧細(xì)菌在這兩處集中分布。] 4．秋冬季節(jié)，由于葉綠體中的某類色素易被破壞，使葉片呈現(xiàn)黃色，導(dǎo)致葉片吸收光的能力減弱，其中吸收明顯減少的是(　　) A．黃光、紅光　　　 B．紅光、藍(lán)紫光 C．藍(lán)紫光、綠光 D．綠光、黃光 B　[秋冬季節(jié)，葉綠素被破壞，葉綠素主要吸收紅光和藍(lán)紫光。] 5．下圖為兩種光照下同一植物葉片色素提取和分離的結(jié)果。據(jù)圖回答： (1)強光導(dǎo)致了該植物____________(填色素)含量降低，__________(填色素)含量增加有利于該植物抵御強光照。 (2)色素Ⅰ、Ⅱ的顏色分別為__________，色素Ⅲ、Ⅳ主要吸收_______________________________________________________， 正常光照下，含量最高的色素為__________。 (3)畫濾液線時，濾液在點樣線上要畫__________次。 [答案]　(1)葉綠素　類胡蘿卜素 (2)橙黃色和黃色　紅光和藍(lán)紫光　葉綠素a (3)2～3