1、学有目标新课程标准必明第4节 光合作用与能量转化第1课时 捕获光能的色素和结构1阐明“绿叶中色素的提取和分离”实验的原理与方法。2说出植物捕获光能的色素的种类和作用。3说明叶绿体适于进行光合作用的结构特点。记在平时核心语句必背1无水乙醇能提取绿叶中的色素，层析液可分离色素。2不同色素在层析液中的溶解度不同，溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得快，反之则慢。3层析后滤纸条上自上而下依次是胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a和叶绿素b。4叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，胡萝卜素和叶黄素主要吸收蓝紫光。5色素分布于叶绿体类囊体薄膜上，而与光合作用有关的酶则分布于类囊体薄膜和叶绿体基质中。理清主干知识一、绿叶中色素的提
2、取和分离 1提取绿叶中的色素(1)原理：绿叶中的色素能溶解在有机溶剂中。(2)实验用品及作用：连线无水乙醇(3)实验步骤2分离绿叶中的色素(1)原理：不同色素在层析液中的不同，的随层析液在滤纸上扩散得快，反之则慢。(2)实验步骤溶解度溶解度高二、绿叶中色素的种类及叶绿体的结构和功能1色素的种类及吸收光谱种类叶绿素(占_)类胡萝卜素(占_)叶绿素a_胡萝卜素_颜色_黄绿色_黄色吸收光谱主要吸收_主要吸收_3/4蓝绿色叶绿素b橙黄色蓝紫光和红光蓝紫光叶黄素1/42叶绿体的结构和功能(1)形态：一般呈扁平的或。(2)结构填图：椭球形球形(3)功能：绿色植物进行的场所。光合作用诊断自学效果1判断下列叙
3、述的正误(1)分离色素时，在层析液中溶解度越高的，则在滤纸条上扩散的速度越慢()(2)研磨绿叶时，要加入二氧化硅、碳酸钙和无水乙醇()(3)在绿叶中色素的提取实验中加入二氧化硅可以防止破坏叶绿素()(4)过滤研磨液时漏斗基部放一块剪好的滤纸进行过滤，将滤液收集到试管中()(5)叶绿体中只有叶绿素吸收的光能才能用于光合作用()(6)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()(7)叶绿体是通过基粒中的类囊体薄膜扩大生物膜面积的()(8)叶绿体中进行光合作用所需的酶分布于内膜、基质和类囊体()2下列关于“绿叶中色素的提取和分离”实验的叙述，正确的是()A使用定性滤纸过滤研磨液B将干燥处
4、理过的定性滤纸条用于层析C在画出一条滤液细线后紧接着重复画线23次D研磨叶片时，用体积分数为70%的乙醇溶解色素解析：在提取绿叶中的色素时，漏斗基部放单层尼龙布进行过滤；纸层析法分离滤液中的色素时，需用干燥的定性滤纸；画出一条滤液细线后需等滤液干后再重复画线12次；研磨叶片时应用无水乙醇溶解色素。答案：B 3下列关于叶绿体的叙述，错误的是()A基粒由类囊体堆叠而成B叶绿体膜由双层膜组成C能进行光合作用的细胞内都有叶绿体D类囊体膜上有叶绿素和酶解析：叶绿体是进行光合作用的场所，但光合作用不一定都发生在叶绿体中，如蓝藻等无叶绿体，但也能进行光合作用。答案：C 4如图是叶片中两类色素的吸收光谱，试判
5、定甲和乙分别为何种色素()A叶绿素a、叶绿素bB类胡萝卜素、叶绿素C叶黄素、叶绿素aD叶绿素、类胡萝卜素解析：根据图中曲线可知，甲有两个吸收峰，分别位于蓝紫光区和红光区，乙只有一个吸收峰，位于蓝紫光区，叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，类胡萝卜素主要吸收蓝紫光。所以甲为叶绿素，乙为类胡萝卜素。答案：D 在探究中学新知探究一 捕获光能的色素植物的光合作用离不开光能，光能的捕获离不开色素。结合“绿叶中色素的提取和分离”实验探究色素的种类和作用。1实验：“绿叶中色素的提取和分离”如图是某同学实验所得到的层析结果，据图分析并探讨下列问题：(1)填写图中自上而下色素的名称、颜色。提示：.胡萝卜素：橙黄色；.叶
6、黄素：黄色；.叶绿素a：蓝绿色；.叶绿素b：黄绿色。(2)滤纸条上色素带的宽窄代表什么含义？提示：色素的含量。色素含量多，色素带宽，反之则窄。(3)从色素带的宽度知色素含量的多少依次为：_。(4)从色素带的位置知在层析液中几种色素的溶解度大小依次为：。叶绿素a叶绿素b叶黄素胡萝卜素胡萝卜素叶黄素叶绿素a叶绿素b(5)某同学色素的提取非常成功，但滤纸条上没有出现色素带，请探讨其实验失败的可能原因。提示：a.忘记画滤液细线。b.层析时滤液细线触及层析液，色素溶解到层析液中。(6)实验过程中，甲同学忘记加入二氧化硅和碳酸钙，乙同学没有加无水乙醇，而是加了水，请分析他们可能出现的实验结果。提示：甲同学
7、的结果是滤纸条上的色素浓度很低，颜色很浅；乙同学的结果是滤纸条上没有出现色素带。2色素的种类和性质(1)从图中可以读出：叶绿素对光和光的吸收量大；类胡萝卜素对光的吸收量大，对绿光吸收量，所以叶片呈现绿色。(2)秋天叶片变黄的原因：_ _。(3)部分植物叶片变红的原因：_。红蓝紫较少蓝紫低温破坏了叶绿素，叶片呈现出类胡萝卜素的颜色低温破坏了叶绿素，叶片呈现出液泡中花青素的颜色(4)温室内自然光照射的情况下，给植物人工补充哪些单色光对增产有利？提示：红光、蓝紫光属于对植物光合作用最有效的光，因此可以补充这两种光达到增产的目的。(5)温室或大棚种植蔬菜，应选用什么颜色的玻璃或塑料薄膜？(透明物体的颜
8、色是由它透过的色光决定的；不透明物体的颜色是由它反射的色光决定的。)提示：无色的玻璃或塑料薄膜。3影响叶绿素合成的因素(1)光照：光是影响叶绿素合成的主要条件，一般植物在_中不能合成叶绿素，因而叶片发黄。(2)温度：温度可影响与叶绿素有关的的活性，进而影响叶绿素的合成。低温时，叶绿素分子易被破坏，而使叶子变黄。(3)必需矿质元素：叶绿素中含等必需矿质元素，缺乏将导致叶绿素无法合成，叶子变黄。黑暗酶N、Mg实验中的注意事项及操作目的操作目的注意事项过程防止色素直接溶解到层析液中滤液细线不触及层析液增加色素量；使分离出的色素带清晰分明滤液细线干燥后再画一两次使分离出的色素带平整不重叠滤液细线要细、
9、齐、直使层析液在滤纸上快速扩散滤纸预先干燥处理分离色素防止乙醇挥发和色素氧化盛放滤液的试管管口加棉塞防止乙醇挥发，充分溶解色素迅速、充分研磨研磨充分和保护色素加少量SiO2和CaCO3溶解色素研磨时加无水乙醇使滤液中色素含量高选新鲜绿色的叶片提取色素在应用中悟典例1 某同学在进行绿叶中色素的提取和分离实验时，进行了以下操作：将5 g新鲜菠菜叶片剪碎放入研钵中，加入无水乙醇后直接进行研磨 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 为增强实验效果，将滤液细线画粗些 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这些操作错误的是()A BCD解析
10、相关操作中，正确的做法是：提取绿色叶片中的色素时，在将5 g新鲜菠菜叶片剪碎放入研钵中后，应加入少许二氧化硅和碳酸钙，再加入510 mL无水乙醇，进行迅速、充分地研磨。制作滤纸条时，应将预备好的滤纸条一端剪去两角，在距这一端1 cm处用铅笔画一条细的横线，而不是用钢笔。画滤液细线时，为确保色素带分离整齐、不重叠，应保证滤液细线细、直、齐，为增强实验效果，应重复画线使滤液细线处积累较多色素。分离色素时，应将滤纸条画有滤液细线的一端朝下，略微斜靠着烧杯的内壁，轻轻插入层析液中，随后盖上培养皿盖，为了防止滤液细线中的色素溶于层析液中，不能让滤液细线触及层析液。答案 D典例2 在做绿叶中色素的提取和分
11、离实验时，甲、乙、丙、丁四位同学对相关试剂的使用情况如下表所示(“”表示使用，“”表示未使用)，其余操作均正常，他们所得的实验结果依次应为()甲乙丙丁无水乙醇水CaCO3SiO2ABCD解析 由表可知，甲同学加的溶剂为水，而不是有机溶剂无水乙醇，色素不溶于水，因而提取不到叶绿体中的色素，所得结果应为；乙同学的操作正确，所得结果应为，即自上而下依次出现胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a和叶绿素b，且叶绿素a和叶绿素b的含量较多；丙同学尽管使用了有机溶剂无水乙醇，可以提取到色素，但由于未加CaCO3，叶绿素可能会被破坏，因而下边的两条色素带比正常的窄，应为；丁同学未加SiO2，可能研磨不充分，导致各种色素
12、的提取量均少于正常水平，应为。答案 B归纳拓展绿叶中色素的提取和分离实验中异常现象分析原因分析异常现象忘记画滤液细线；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滤纸条无色素带滤液细线不直；滤液细线过粗滤纸条色素带重叠未加石英砂(二氧化硅)，研磨不充分；使用放置数天的菠菜叶，滤液色素(叶绿素)太少；一次加入大量的无水乙醇，提取浓度太低(正确做法：分次加入少量无水乙醇)；未加碳酸钙或加入过少，色素分子被破坏收集到的滤液绿色过浅在训练中评1下列与绿叶中色素的提取和分离实验有关的叙述，正确的是()A提取绿叶中的色素时只能用无水乙醇溶解色素B研磨叶片后立即加入碳酸钙可防止色素被破坏C叶绿素
13、b在层析液中的溶解度小于类胡萝卜素D不同绿叶中的色素在滤纸条上的色带顺序不同解析：绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂无水乙醇和丙酮中；叶绿体色素的提取的实验研磨前加入碳酸钙，可以保护叶绿体色素，防止色素被破坏；叶绿素b在层析液中溶解度最小；各色素带顺序由自身在层析液中的溶解度所决定的，溶解度大，扩散速度快，溶解度小，扩散速度慢，与绿叶种类无关。答案：C 2(2019江苏高考)如图为某次光合作用色素纸层析的实验结果，样品分别为新鲜菠菜叶和一种蓝藻经液氮冷冻研磨后的乙醇提取液。下列叙述正确的是()A研磨时加入CaCO3过量会破坏叶绿素B层析液可采用生理盐水或磷酸盐缓冲液C在敞开的烧杯中进行层析时，需通
14、风操作D实验验证了该种蓝藻没有叶绿素b解析：研磨时加入CaCO3的目的是防止叶绿素被破坏，故研磨时加入CaCO3过量不会破坏叶绿素，但会影响色素提取液的纯度，A项错误。光合作用色素易溶于有机溶剂不溶于水，故层析液应选用有机溶剂，而生理盐水和磷酸盐缓冲液为无机溶剂，B项错误。层析液易挥发，故进行层析时要用培养皿覆盖烧杯，C项错误。比较题图所示分离结果可知，该种蓝藻没有叶黄素和叶绿素b，D项正确。答案：D 新知探究二 叶绿体的结构和功能在探究中学1叶绿体的结构(1)1使其内部结构与细胞质基质分开，保证了叶绿体能相对独立地进行代谢活动。(2)由3堆叠而成4，极大地扩展了。外膜类囊体基粒受光面积(3)
15、5中以及3膜上含有许多进行光合作用所必需的_。(4)3的薄膜上分布着能够吸收光能的。(5)5中还含有少量的DNA和RNA。酶叶绿体基质 类囊体 类囊体 色素 叶绿体基质 2叶绿体的功能如图是恩格尔曼的实验示意图，结合教材“思考讨论”的内容思考：(1)恩格尔曼的第一个实验中，需氧细菌只向叶绿体被光束照射到的部位集中，如果把装置放在光下，细菌则分布在所有受光的部位。该实验可以得出什么结论？提示：该实验的结论是：氧气是叶绿体释放出来的，叶绿体是绿色植物进行光合作用的场所。(2)恩格尔曼在选材、实验设计上有什么巧妙之处？提示：实验材料选择水绵和需氧细菌：水绵的叶绿体呈螺旋式带状，便于观察；用需氧细菌可
16、确定释放氧气多的部位。没有空气的黑暗环境：排除了氧气和光的干扰。用极细的光束点状投射：叶绿体上可分为获得光照多和获得光照少的部位，相当于一组对照实验。进行黑暗、局部光照和曝光对照实验：明确实验结果完全是由光照引起的等。(3)在第二个实验中，大量的需氧细菌聚集在红光和蓝紫光区域，为什么？提示：说明叶绿体吸收较多的光是红光和蓝紫光。(4)综合上述资料，你认为叶绿体具有什么功能？提示：叶绿体能吸收光能用于光合作用放氧。在训练中评3为探究叶绿体吸收光能后是否有氧气产生，某学者设计了以下实验：制作载有水绵和需氧细菌的临时装片，用极细光束照射水绵，同时放在显微镜下观察。下列关于该实验的分析，错误的是()A
17、在光束照射到水绵之前，应该加三棱镜将混合光分解成连续光谱B临时装片应放置在没有空气的黑暗环境中C需氧细菌起指示作用D水绵的带状叶绿体有利于设置对照实验解析：本实验的目的是验证叶绿体在光照下能够产生氧气，而与光的种类没有关系，不需用三棱镜将混合光分解成连续光谱；为了防止空气、光对实验结果的影响，应该排除空气，把临时装片放在黑暗环境中；需氧细菌的分布密疏，表示了氧气产生的多少；水绵的叶绿体便于观察且有利于设置对照实验。答案：A 41881年美国生物学家恩格尔曼设计了一个实验研究光合作用的光谱。他将棱镜产生的光谱投射到丝状水绵体上，并在水绵悬液中放入需氧细菌，观察细菌的聚集情况(如图)。他得出光合作用在红光区和蓝紫光区最强。这个实验的思路是()A细菌对不同的光反应不一样，细菌聚集多的地方，细菌光合作用强B需氧细菌聚集多的地方，O2浓度高，水绵光合作用强C需氧细菌聚集多的地方，产生的有机物多，水绵光合作用强D需氧细菌大量消耗O2，使水绵光合速率快，则该种光有利于光合作用解析：需氧细菌向O2浓度高的地方聚集，据此可推断光合作用的放氧部位和光合作用强度。答案：B “课时双测过关”见“课时双测过关(二十二)”(单击进入电子文档)谢 观 看THANK YOU FOR WATCHING谢