202X_202X学年高中生物第5章第4节第1课时捕获光能的色素和结构课件新人教版必修1

1、第1课时捕获光能的色素和结构一、捕获光能的色素1.绿叶中色素的提取和分离 2.色素的含量和种类 思考1.为什么研磨时要迅速?实验中两次用棉塞的目的分别是什么?答案:因为无水乙醇易挥发。第一次是防止无水乙醇挥发,第二次是防止层析液挥发。2.画滤液细线时为什么重复画一两次?答案:为了使滤液细线处含有更多的色素,使分离后的色素带明显。3.滤纸条上四条色素带的位置和宽窄有什么含义?答案:四条色素带的位置体现不同色素在层析液中的溶解度高低,距离滤液细线最远的色素在层析液中的溶解度最高;距离滤液细线最近的色素在层析液中的溶解度最低。滤纸条上四条色素带的宽窄说明色素的含量高低,最宽的色素带色素含量最高,最窄

2、的色素带色素含量最低。预习反馈1.判断正误。(1)色素在层析液中的溶解度越大,在滤纸上的扩散速度越快。( )(2)研磨时加入碳酸钙的目的是保护色素。( )(3)研磨时加入二氧化硅(石英砂)有利于充分研磨。 ( )(4)叶绿素绝对不吸收绿光。( )(5)分离绿叶中的色素用的是层析液。( )(6)色素分离后,滤纸条上从上而下的四条色素带分别是叶黄素、胡萝卜素、叶绿素a和叶绿素b。( )2.分析“绿叶中色素的提取和分离”实验中以下几种试剂的作用。 答案:提取绿叶中的色素分离绿叶中的色素研磨色素被破坏二、叶绿体的结构适于进行光合作用1.形态:一般呈扁平的椭球形或球形。2.结构:填写图中字母所代表的结构

3、:a.外膜,b.内膜;c.基粒;d.基质。3.功能:进行光合作用的场所。4.实验证据:恩格尔曼的实验。实验设计: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,然后用极细的光束照射水绵;之后再将临时装片暴露在光下。实验现象:用极细的光束照射,发现细菌只向叶绿体被光束照射到的部位集中;如果将装置放在光下,细菌分布在叶绿体所有受光的部位。实验结论:叶绿体是光合作用的场所,氧气是叶绿体释放的。预习反馈1.判断正误。(1)光合作用需要的色素和酶分布在叶绿体的基粒和基质中。( )(2)叶绿体是绿色植物进行光合作用的主要场所。 ( )(3)叶绿体是通过基粒中的类囊体薄膜扩大生物膜面积的。( )(4

4、)叶绿体是光合作用的场所,蓝细菌虽然没有叶绿体但也可以进行光合作用。( )(5)没有叶绿体的植物细胞不能进行光合作用。( )(6)植物叶片呈绿色,是由于叶片中的叶绿体吸收了绿光。( )(7)植物的液泡中也含有色素,能够吸收光能用于光合作用。( )2.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的薄膜上B.叶绿体中的色素分布在外膜和内膜上C.与光合作用有关的酶只分布在叶绿体基质中D.与光合作用有关的酶只分布在外膜、内膜和基粒上解析:叶绿体中的色素都分布在类囊体的薄膜上。在叶绿体的基粒上和基质中,含有许多进行光合作用所必需的酶。答案:A探究点

5、一探究点二绿叶中色素的提取和分离绿叶中色素的提取和分离问题情景问题情景下面是绿叶中色素的提取和分离过程图解,根据教材P9899“探究实践”解决下列问题。1.图1是色素的提取流程,其中甲过程按a、b、c依次加入5 g绿叶、少许SiO2和CaCO3、510 mL无水乙醇;加入c的作用是溶解色素。探究点一探究点二2.制备滤纸条时,剪去两角的作用是什么?图2中戊是沿铅笔细线画出含色素的滤液细线e,画滤液细线有什么要求?答案:剪去两角的作用是控制色素的扩散速度,防止层析液在滤纸条的边缘处扩散过快,导致色素带不整齐。画滤液细线的要求是细、齐、直,还要重复画一两次。3.色素分离时,关键应注意层析液不要没及滤

6、液细线,为什么?答案:否则滤液细线上的色素会被层析液溶解,不能分离。4.某实验小组得到的色素提取液颜色过浅,可能的原因有哪些?答案:研磨不充分,色素未能充分提取出来;称取的绿叶过少或加入的无水乙醇过多,色素溶液浓度小;未加碳酸钙或加入量过少,色素分子部分被破坏。探究点一探究点二归纳提升归纳提升1.色素的提取和分离 探究点一探究点二2.绿叶中的色素 探究点一探究点二3.“绿叶中色素的提取和分离”实验异常现象分析(1)收集到的滤液绿色过浅的原因未加石英砂(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)含量太少。一次加入大量的无水乙醇,提取的色素浓度太低。未加碳酸钙或加入量过少,色

7、素分子部分被破坏。(2)滤纸条上色素带重叠的原因:滤纸细线画得过粗。(3)滤纸条上看不见色素带的原因忘记画滤液细线。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。探究点一探究点二典例剖析典例剖析学生利用新鲜菠菜叶进行绿叶中色素的提取和分离实验时,由于各组操作不同,出现了下列四种不同的层析结果。下列分析不合理的是()探究点一探究点二A.甲可能是因为误用蒸馏水作提取液和层析液B.乙可能是因为研磨时未加入SiO2C.丙是正确操作得到的理想结果D.丁可能是因为研磨时未加入CaCO3解析:甲中没有提取到任何色素,有可能是用蒸馏水作溶剂,而色素不溶于水;乙中得到色素的量都较少,有可能是没有加入

8、SiO2,使研磨不够充分;丙中得到色素的含量较高,但叶绿素的含量低于类胡萝卜素的含量,可能是因为实验材料是发黄的叶片;丁有可能是研磨时未加入CaCO3,破坏了叶绿素,导致叶绿素的含量下降。答案:C探究点一探究点二活学活练活学活练1.下列有关叶绿体色素的叙述,错误的是()A.叶绿体色素在层析液中的溶解度越高,在滤纸上扩散就越慢B.叶绿素a和叶绿素b在研磨时容易被破坏C.利用纸层析法可分离四种叶绿体色素D.滤纸条上得到的色素带不整齐,可能与滤液细线不细不齐有关答案:A探究点一探究点二2.下图表示某同学做“绿叶中色素的提取和分离”实验的改进装置,下列与之有关的叙述,错误的是()A.应向培养皿中倒入层

9、析液B.应将滤液滴在a处,而不能滴在b处C.实验结果应是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探究点一探究点二解析:色素在滤纸上的扩散速度决定于其在层析液中的溶解度,胡萝卜素扩散速度最快,扩散得到的同心圆最大。在改进的装置中,a处应滴加滤液,层析液加入培养皿中,层析液沿灯芯向上扩散,到达a点后沿圆形滤纸扩散,得到四个不同颜色的同心圆,最大的一个圆是橙黄色。圆形滤纸上四个同心圆由外到内的顺序和滤纸条上由上到下的顺序一致。答案:D探究点一探究点二3.下图表示叶绿体色素提取和分离实验中纸层析的结果,据图判断用作实验材料的叶片颜色为() A.红色B.黄色

10、C.绿色D.紫色解析:在叶绿体色素提取和分离实验中,滤纸条上的四条色素带距点样处的距离由近及远分别是:叶绿素b、叶绿素a、叶黄素、胡萝卜素,由图可知,叶绿素含量比类胡萝卜素含量少,用作实验材料的叶片应呈黄色。答案:B探究点一探究点二叶绿体的结构适于进行光合作用叶绿体的结构适于进行光合作用问题情景问题情景下图中图甲为叶绿体的结构模式图,图乙为不同色素的吸收光谱。结合这两个图思考讨论下列问题。 甲 乙 探究点一探究点二1.图甲中的所代表的结构分别是什么?答案:所代表的结构分别是叶绿体的内外膜、叶绿体基质、基粒。2.捕获光能的色素分布在图甲中的哪个结构上?该结构是如何构成的?答案:色素分布在图甲中的

11、基粒上;一个基粒由多个类囊体堆叠而成。3.叶绿体是如何增大生物膜面积的?答案:叶绿体通过类囊体堆叠形成基粒的形式增大膜面积。4.进行光合作用所必需的酶分布在叶绿体的哪些结构中?答案:进行光合作用所必需的酶分布在叶绿体的基粒上和叶绿体基质中。5.分析图乙,说出色素1和色素2分别代表哪种色素。答案:色素1和色素2分别是叶绿素b和叶绿素a。探究点一探究点二归纳提升归纳提升1.恩格尔曼的实验设计的“四妙”之处(1)实验材料选得妙:实验材料选择水绵和好氧细菌。水绵的叶绿体呈螺旋式带状,便于观察;用好氧细菌可确定释放氧气多的部位。(2)排除干扰的方法妙:没有空气的黑暗环境,排除了氧气和光的干扰。(3)观测

12、指标设计得妙:用极细的光束点状投射,叶绿体上可分为有光照和无光照的部位,相当于一组对照实验。(4)实验对照设计得妙: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。探究点一探究点二2.与叶绿体有关的几点注意事项(1)与光合作用有关的酶分布在类囊体的薄膜上和基质中,但光合色素只分布在类囊体的薄膜上。(2)叶绿体以囊状结构堆叠成基粒的方式增大膜面积。(3)叶绿体基粒是由类囊体堆叠而成,每个基粒含2100个类囊体,基粒之间不是孤立的,它们可通过薄膜相连。探究点一探究点二典例剖析典例剖析德国一位生物学家为研究光合作用的光谱,他用透过三棱镜的光照射丝状的水绵,并在水绵的悬液中放入好氧

13、细菌,观察细菌的聚集情况(如图),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()探究点一探究点二A.好氧细菌对不同的光反应不一,好氧细菌聚集多的地方,好氧细菌光合作用强B.好氧细菌聚集多的地方,O2浓度高,水绵的光合作用强,则在该种光照射下植物光合作用强C.好氧细菌聚集多的地方,水绵光合作用产生的有机物少,则在该种光照射下植物光合作用弱D.聚集的好氧细菌大量消耗光合作用产物O2,使水绵的光合作用速度加快,则该种光有利于光合作用进行解析:好氧细菌的生活是需要氧气的,因此在好氧细菌聚集多的地方应该是氧气多的地方,此区域也是水绵光合作用强的地方。答案:B探究点一探究点二活学活练活学活练1.

14、红枫是一种木本观赏植物,在生长季节叶片呈红色。下列关于该植物的叙述,正确的是()A.红枫叶片不含叶绿素B.红枫叶片呈红色是因为吸收了红光C.红枫叶片能吸收光能进行光合作用D.液泡中色素吸收的光能用于光合作用解析:红枫叶片含叶绿素,可进行光合作用,红枫叶片呈红色是因液泡中含有色素,其色素是不能吸收光能进行光合作用的。答案:C探究点一探究点二2.图甲为叶绿体结构模式图,图乙是从图甲中取出的部分结构放大图。下列相关叙述正确的是() A.图乙所示结构取自图甲中的或B.与光合作用有关的酶全部分布在图乙所示结构上C.图乙所示的结构可吸收全部的太阳光D.叶绿体以图甲的形式扩大膜的面积探究点一探究点二解析:图乙所示结构含有光合色素,光合色素只分布在叶绿体的类囊