1、53 捕获光能的色素和结构自学案 【学习目标】1掌握叶绿体色素的提取和分离 2说出光合作用的认识过程【学习重点】1叶绿体色素的提取和分离 2光合作用的发现及研究历史【学习难点】 叶绿体色素的提取和分离【知识链接】 叶绿体的结构和功能【学习过程】一、绿叶中色素的提取和分离提取色素1. 提取原理： 。2.过程：称取5g绿色叶片 剪碎加少许 和 ，并加 迅速充分 过滤 收集并用 封口。制备滤纸条取 ，将滤纸剪成略小于试管长与直径的滤纸条，并在一端 ，在距这一端 处用铅笔画一条细的横线。画滤液细线用 吸取少量滤液，沿铅笔线 地画出一条直滤液细线。分离色素（A级）（纸层析法）分离原理：叶绿体中的色素在
2、不同， 随 在滤纸上扩散的 ；反之则慢。 方法：向试管中倒入适量层析液 将滤纸条 一端朝下，轻轻插入 中 用 塞紧试管口。观察与记录（记忆口诀：胡也，ab也）滤纸上有 条不同颜色的色素带，从上到下依次是 、 、 、 。（意味着什么？）其中最宽的是 ，最窄的是 。（意味着什么？）问题讨论：为什么要选取新鲜的颜色较深的叶片？ 加入SiO2的目的： ；加CaCO3的目的： （细胞液和细胞质基质中的有机酸能破坏叶绿素，而CaCO3能中和有机酸）研磨要迅速、充分是为了 滤液收集后，要及时用棉塞将试管口塞紧的目的是： 滤纸剪角的目的：防止层析液在滤纸条的 。滤液细线要细、直的目的是使色素分子分布在一条直线
3、上，扩散起点一致，使分离的色素带 、 ；重复划23次，是为了 ，使实验效果更加明显。滤液细线不能接触到层析液的原因： ，影响实验效果。分离色素时，用棉塞塞紧试管口（或烧杯要加盖），以防止 。二、叶绿体中的色素1. 种类 叶绿素 （蓝绿色） 主要吸收 和 绿叶中的色素 （含量约占3/4） 叶绿素b（ ） 类胡萝卜素 （橙黄色） 主要吸收 （含量约占1/4） 叶黄素（ ）2. 叶绿体中的色素(1) 色素与吸收光谱叶绿素只吸收 ，而对红外光和紫外光不吸收。叶绿素对红光和蓝紫光的吸收量大，类胡萝卜素对蓝紫光的吸收量大，但对其它波段的光并不是不吸收，而是吸收量较少。（2） 不同颜色温室大棚的光合效率无色
4、透明大棚日光中各色光均能通透，有色大棚主要透过同色光，其它光被其吸收，所以用无色透明的大棚光合作用效率最高。（叶绿体中的色素对不同的色光可以叠加吸收）叶绿素对绿光吸收量最少，因此绿色塑料大棚光合作用效率最低。（3） 影响叶绿素合成的因素光照：光是影响叶绿素合成的主要条件，一般植物在黑暗中不合成叶绿素，因而叶片发黄。（蒜黄）温度：温度可影响与叶绿素合成有关的酶的活性，进而影响叶绿素的合成，低温时，叶绿素分子易被破坏，而类胡萝卜素相对比较稳定，所以秋末初冬叶子变黄。必需元素：叶绿素中含N、Mg等必需元素，缺乏N、Mg将导致叶绿素无法合成，叶变黄。另外，Fe是叶绿素合成过程中某些酶的辅助成分，缺乏F
5、e也将导致叶绿素合成受阻，叶变黄。【思考】（B级）：1. 正常植物的叶为什么呈绿色？秋冬季有些植物叶片变黄的原因是什么？ 2. 有些蔬菜大棚内悬挂发红色或蓝紫光的灯管，并且白天也开灯，有什么好处？ 3. 不同颜色的光对植物的光合作用会影响吗？ 三、叶绿体的结构（A级）1. 填出叶绿体的结构组成：组成_，_的基本骨架是_。叶绿体内含有很多_，极大地增大了受光面积。 叶绿体是进行 的场所。光合作用的酶存在于 _和_；光合作用的色素存在于_上。2. 1880年，美国科学家恩格尔曼，把载有水绵和好氧细菌的临时装片放在没有空气的黑暗环境中做实验，得出结论是： 。恩格尔曼实验的巧妙之处： 选材好：水绵有
6、叶绿体，且螺旋状分布在细胞中，便于 和分析； 环境奇：将临时装片放在 的环境中，排除了环境中光线和O2的影响； 细光线、菌好氧：能够准确地判断出水绵细胞中 的部位，相当于一组对比实验； 光暗比：水绵放在黑暗（局部照光）和曝光的条件下进行 实验。【思考】（B级）：1. 能进行光合作用的生物细胞中一定有叶绿体吗？举例说明。 知识链接：叶绿体与其功能相适应的结构特点有哪些？叶绿体的双层膜是透明的，有利于光照的透过；与光合作用有关的各种酶集中分布于叶绿体中，有利于光合反应高效地进行；再如，叶绿体内的片层薄膜，垛叠成基粒，每个基粒由10100个片层结构组成，这样的结构可增大叶绿体内的膜面积，扩大色素的附
7、着面，有利于提高光能的利用效率。学生检测：1、关于叶绿体中色素的提取和分离实验的叙述，不正确的是（） A、可以用丙酮或酒精提取叶绿体中的色素 B、胡萝卜素在层析液中扩散的速度最快 C、叶绿体中含量最多的色素是叶绿素 a D、滤液细线要求画得细而直，可以避免色素带之间的部分重叠2、对绿色植物光合作用最有效的一组光是（ ）A.红光和黄绿光 B.黄光和蓝紫光 C.红光和橙光 D.红光和蓝紫光3、关于叶绿体中的类囊体的正确说法是（ ）A.叶绿体中的一个个基粒就是一个个类囊体 B.全部光合色素都分布在类囊体的双层薄膜及内膜上C.组成各基粒的类囊体之间没有结构上的联系 D.基粒和类囊体极大地扩展了光合作用
8、的反应面积4、从绿叶中提取色素，选取的最佳叶片应是（ ）。 A. 肥嫩多汁的叶片 B. 革质叶片 C. 刚刚长出来的小嫩叶 D. 鲜嫩，颜色浓绿的叶片 5、绿叶中的色素能够在滤纸上彼此分离开的原因是（ ）。 A. 色素提取液中的不同色素已经分层 B. 阳光的照射使各种色素能彼此分开 C. 色素在层析液中的溶解度不同 D. 丙酮使色素溶解并且彼此分离的扩散速度不同 6、在绿叶中色素的提取实验中，研磨绿叶时要加入无水乙醇，其目的是（ ）。 A. 防止叶绿素被破坏 B. 使叶片充分研磨 C. 使各种色素充分溶解在无水乙醇中 D. 使叶绿素溶解在无水乙醇中 7 、在同一光源下，绿色植物在单位时间内，进
9、行光合作用产生的O2最多的实验处理是（ ）。 A.白光照射 B.滤去红光和蓝光 C.滤去紫光 D.滤去黄光和绿光8 、在进行 “ 绿叶中色素的提取和分离 ” 的实验时，不能让层析液没及滤液细线的原因是（ ）A. 滤纸条上几种色素会扩散不均匀而影响结果 B. 滤纸条上滤液细线会变粗而使色素太分散 C. 色素会溶解在层析液中而使结果不明显 D. 滤纸条上的几种色素会混合起来。 9 、提取和分离叶绿体中色素的实验中，正确的操作顺序应该是（ ）。 A. 进行纸层析 制取滤液 在滤纸条上画线 将实验材料研磨 B. 制取滤液 进行纸层析 在滤纸条上画线 取滤液 再画线 C. 将实验材料剪碎、研磨 在滤纸条
10、上画线 制取滤液 进行纸层析 D. 将实验材料剪碎、研磨 制取滤液 在滤纸条上画线 进行纸层析 10、在做植物实验的暗室中，为了尽可地降低植物光合作用的强度，最好安装（ ）。A、红光灯 B、紫光灯 C、白炽灯 D、绿光灯11、用纸层析法将色素进行分离，在滤纸条上出现最宽的一条色素带的颜色是（ ）。A橙黄色 B黄色 C蓝绿色 D黄绿色12、叶绿体是植物进行光合作用的细胞器，下面有关叶绿体的叙述正确的是（ ）。A叶绿体中的色素都分布在类囊体膜上 B叶绿体中的色素分布在外膜和内膜上C光合作用的酶只分布在叶绿体基质上 D光合作用的酶只分布在外膜、内膜和基粒上13、某人做叶绿体中色素分离实验时，使用的是
11、圆形滤纸，装置如下图。实验结束时在圆形滤纸上形成四个同心色素圆环，则最内圈所呈颜色为（ ）A橙黄色 B黄色 C蓝绿色 D黄绿色14、下图表示叶绿体色素提取和分离实验的部分材料和用具，据图作答： 图加入研钵内的物质：A 10 mL；作用是 ；B 少许，作用是研磨得充分；C 少许，作用是 。 将糨糊状研磨液倒入中，漏斗内基部放 。 剪去两角的作用是 ，划滤液细线的要求是 。 层析操作过程应注意 ；层析原理是 ；加盖的目的是 ；色素带最宽的是 ；扩散最快的是 。17、分别在A、B、C三个研钵中加2克剪碎的新鲜菠菜绿叶，并按下表所示添加试剂，经研磨、过滤得到三种不同颜色的溶液，即：深绿色、黄绿色（或褐色）、几乎无色。 处理ABCSiO2（少量）CaCO3（少量）95%乙醇（10 ml ）蒸馏水（ 10 ml ）试回答：A处理得到的溶液颜色是 ，原因是 。 B处理得到的溶液颜色是 ，原因是 。 C处理得到的溶液颜色是 ，原因是 。17、 黄绿色，部分叶绿素受到破坏； 几乎无色，叶绿素不溶于水；深绿色，大量叶绿素溶于乙醇中；问题讨论：使滤液中色素含量高研磨充分；中和有机酸，防止色素被破坏防止溶剂挥发，并充分溶解色素防止溶剂挥发和色素分子被氧化边缘处扩散过快平整、不重叠；使分离的色素带清晰；防止色素直接溶解到烧杯内的层析液中层析液挥发w.w.w.k.s.5.u.c.o.m