河南省焦作市沁阳一中高中生物 5.4光与光合作用（第1课时）导学案 新人教版必修1(1).doc

第5章 细胞的能量供应和利用第4节 能量之源光与光合作用（第1课时）【学习目标】1.叶绿体的结构和功能。2.说出绿叶中色素的种类和作用。3.绿叶中色素的提取和分离。【学习重点】1、 绿叶中色素的种类和作用。【学习过程】1、 捕获光能的色素和结构 答案：红光；蓝紫光；dna、rna、酶；色素和酶；光合作用二、影响叶绿素合成的因素(1)光照：光是叶绿素合成的必要条件，植物在黑暗中叶呈黄色。(2)温度：低温抑制叶绿素的合成，破坏已有的叶绿素分子，从而使叶片变黄。(3)镁等无机盐：镁是构成叶绿素的成分，缺镁叶片变黄。特别提醒叶片绿色：叶绿素类胡萝卜素31； 最不吸收绿光，反射回来；叶片变黄：低温破坏了叶绿素，呈现出了类胡萝卜素的颜色；叶片变红：低温破坏了叶绿素，呈现出液泡中花青素的颜色。 【思考】1、没有叶绿体就不能进行光合作用吗？试举例说明。2、海洋中藻类有分层现象，与植物中的色素吸收光的颜色有什么关系？3、温室或塑料大棚种植蔬菜时，应该选择什么颜色的玻璃或塑料薄膜？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？【答案】1、不是。蓝藻没有叶绿体，但含有藻蓝素、叶绿素和相关酶，也可进行光合作用。2、不同波长的光穿透性不同，不同藻类吸收不同波长的光。3、无色透明的。4、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。【补充资料】1、红光波长较长，能量较低，在海水中透射率比较低，蓝紫光大部分被海水反射掉，所以海面看上去是蓝色的。2、海水中透射率最高的是绿光。3、表层海水中红光、蓝紫光较多，此层绿藻的光合作用率高（因为叶绿素a、b主要吸收这些光），则绿藻适于生长在上层。4、海水稍深处，红光和蓝紫光很少，已不适于绿藻生活，却适于褐藻的生长。因为褐藻细胞中除含有叶绿素a外还有叶绿素c，在红光、蓝紫光区域内的吸收峰比较宽。更重要的是，褐藻细胞中还具有吸收绿光、青光的藻红素、藻蓝素等色素。5、海水深处主要有绿光等，此时红藻光合作用率高（因为红藻主要吸收这些光），则红藻适于生长在深水层。三、叶绿体功能的实验验证实验过程及现象实验结论叶绿体是进行光合作用的场所；o2是由叶绿体释放的。本实验设计的巧妙之处在于：a.选择水绵作实验材料，水绵的叶绿体呈螺旋式带状，便于观察；b.用好氧细菌确定o2释放的部位，便于观察。c.没有空气的黑暗环境排除了o2和光的干扰。d.设置了对照实验四、绿叶中色素的提取和分离1、实验原理叶绿体中的色素能溶解在有机溶剂无水乙醇(或丙酮)中，所以用无水乙醇可提取叶绿体中的色素。色素在层析液中溶解度不同，溶解度高的色素分子随层析液在滤纸条上扩散得快，溶解度低的色素分子随层析液在滤纸条上扩散得慢，因而可用层析液将不同色素进行分离。2、 实验过程3、 实验现象 【思考】1、本实验对实验材料有什么要求？2、提取色素时加入二氧化硅、碳酸钙、无水乙醇的目的分别是什么?3、实验中如果不加二氧化硅，现象是什么？4、实验中如果不加碳酸钙，现象是什么？5、实验中如果用水替代无水乙醇，现象是什么？6、实验中如果加入大量的无水乙醇，现象是什么？7、过滤时能用滤纸代替单层尼龙布吗？为什么？8、定性滤纸进行干燥处理的目的是什么？9、制备滤纸条时为什么要剪去两个角？10、为什么要画细、齐、直的铅笔细线？11、画滤液细线时为什么要再画一两次？为什么要等干了之后再画？12、过滤和分离色素的时候，为什么要用棉塞塞住试管口？13、分离色素时，为什么不能让滤液细线触及层析液？【答案】1、选择新鲜的浓绿、无浆汁叶片，色素含量高。2、 二氧化硅：使研磨更加充分； 碳酸钙：中和细胞内的有机酸，防止研磨中叶绿素被破坏。 无水乙醇：溶解、提取色素。 3、研磨不充分，提取出的色素少，四条带均变窄。4、叶绿素被破坏，滤纸条上叶绿素a和叶绿素b的条带消失或变窄。5、无法提取色素，无分层现象。6、提取的色素浓度低，滤液细线中色素少，四条带均变窄。7、不能，因为滤纸可以吸附色素，降低滤液中色素含量，使实验效果不明显。8、为了让层析液能够更快的上升，让色素更好地分离9、防止层析液在滤纸条的边缘处扩散过快10、使色素带的分层更明显。11、增加滤液细线上的色素含量，使条带更清晰；12、尽量减少有机溶剂的挥发，因无水乙醇和层析液都是易挥发且层析液是有一定毒性的有机溶剂。13、色素会被层析液溶解，不能分离。【课后反馈】1、 下图表示叶绿体中色素的吸收光谱。甲、乙两图分别是( )a类胡萝卜素、叶绿素的吸收光谱 b叶绿素、类胡萝卜素的吸收光谱c叶黄素、叶绿素的吸收光谱 d叶黄素、类胡萝卜素的吸收光谱2、1880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好氧细菌，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好氧细菌聚集多的地方，o2浓度高，水绵光合作用强 c好氧细菌聚集多的地方，产生的有机物多，水绵光合作用强 d好氧细菌大量消耗o2，使水绵光合作用速度快，则该种光有利于光合作用3、 在做“绿叶中色素的提取和分离”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（ ）甲乙丙丁丙酮+水+caco3+sio2+a bc d4、在“绿叶中色素的提取与分离”实验中得到的色素带颜色较浅，分析其原因可能是 () 加入的丙酮太多 用无水乙醇代替丙酮层析液没及滤液细线 研磨时没有加入caco3研磨时没有加入sio2 取的叶片的叶脉过多，叶肉细胞过少画滤液细线的次数少 使用放置数天的波菜叶 a b c d5、 下图中代表新鲜菠菜叶的光合色素纸层析结果，则下图所示结果最有可能来自于 () a水培的洋葱叶 b生长的柳树幼叶 c培养的衣藻 d秋冬的银杏落叶6、 如图表示某同学做“绿叶中色素的提取和分离”实验的改进装置，下列叙述错误的是 () a应向培养皿中倒入层析液 b应将滤液滴在a处，而不能滴在b处 c实验结果应得到四个不同颜色的同心圆(近似圆形) d实验得到的若干个同心圆中，最小的一个圆呈橙黄色7、 (2012高考海南卷)关于叶绿体色素的叙述，错误的是( )a叶绿素a和b主要吸收红光和蓝紫光 b绿叶中叶绿素和类胡萝卜素含量不同c利用纸层析法可分离4种叶绿体色素 d乙醇提取的叶绿体色素不能吸收光能8、下列关于叶绿体的色素叙述错误的是()a矿质元素能影响叶绿素的合成 b提取叶绿素时选用层析液的原因是色素可溶于有机溶剂 c低温条件下色素合成受阻 d黄化苗中无叶绿素，但有其他色素存在9、(2011江苏卷，4)某研究组获得了水稻的叶黄素缺失突变体。将其叶片进行了红光照射光吸收测定和色素层析条带分析(从上至下)，与正常叶片相比，实验结果是 () a光吸收差异显著，色素带缺第2条 b光吸收差异不显著，色素带缺第2条 c光吸收差异显著，色素带缺第3条 d光吸收差异不显著，色素带缺第3条10、回答下列关于“绿叶中色素的提取和分离”实验中的问题:(1)某同学的操作程序如下：将5 g新鲜完整的菠菜叶，放入研钵中，加入无水乙醇、石英砂、caco3以后，迅速研磨；用毛细吸管吸取少量滤液，沿铅笔线处小心均匀地画出一条滤液细线，并连续迅速地重复画12次；将画好细线的滤纸条插入层析液中，并不断摇晃，以求加快色素在滤纸条上的扩散。结果实验失败，请指出其错误所在：_。_。_。(2)某兴趣小组同学想探究蔬菜不同叶片在叶绿素含量上的区别，选择了新鲜菠菜的“绿叶”、“嫩黄叶”，做“绿叶中色素的提取和分离”实验。色素层析结果如图，请根据实验结果填写下表：组别滤纸条编号判断依据绿叶组嫩黄叶组(3)秋天，北方树叶大都由