2022-2023学年 人教版 必修一 捕获光能的色素和结构 课件 （74张）

1、捕获光能的色素和结构第1课时学习目标1.尝试提取绿叶中的色素，简述绿叶中色素的种类及功能。2.说明叶绿体适于进行光合作用的结构特点。内容索引一、捕获光能的色素二、叶绿体的结构适于进行光合作用网络构建课时对点练一、捕获光能的色素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)实验用品及作用教材梳理无水乙醇(3)实验步骤绿叶二氧化硅和碳酸钙无水乙醇单层尼龙布棉塞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。溶解度溶解度高(2)实验步骤剪去两角1 cm毛细吸管待滤液干后12滤液细线(3)实验结果及分析最少最高最快黄色胡萝卜

2、素叶绿素a叶绿素b黄绿色黄绿色最多最低最慢3.色素的吸收光谱(1)光谱：阳光是由_组合成的复合光，在穿过三棱镜时，不同波长的光会分散开，形成不同颜色的光带，称为光谱。(2)色素的吸收光谱不同波长的光蓝紫蓝紫光和红光(1)提取色素时加碳酸钙的目的是使研磨更充分()(2)绿叶中含量越多的色素，其在滤纸条上扩散得越快()(3)叶绿素a和叶绿素b只吸收红光和蓝紫光()(4)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()(5)在干燥滤纸条一端1厘米处用黑色钢笔画一条细的横线()判断正误一、实验操作注意事项及结果分析1.过滤时漏斗基部的单层尼龙布_(填“可以”或“不可以”)用滤纸代替，是因为滤

3、纸的吸附性_，会导致滤液中色素的浓度过_。2.制备滤纸条时，剪去滤纸条的两角可以防止层析液在滤纸条的边缘处扩散过快，即：使层析液在滤纸条上扩散速度_，这样有利于得到_的色素带。核心探讨不可以低强均衡清晰整齐3.画滤液细线的要求是_；待滤液干后，再重画一到两次可以增加滤液细线中色素的_。4.分离色素时，为防止滤液细线上的色素溶解到层析液中，不能让滤液细线_。5.滤纸条上色素带的分布情况说明了什么？提示滤纸条上的色素带说明了绿叶中的色素有4种，它们在层析液中的溶解度不同，随层析液在滤纸上扩散的快慢也不同；同时由于4种色素的颜色不同，也说明不同色素吸收了不同波长的光。细、直、齐含量触及层析液6.分离

4、叶绿体中的色素，也可用如图所示的方法：即在圆心处滴加适量滤液，待干燥后再滴加适量层析液进行层析，结果会出现不同颜色的4个同心圆，请写出依次对应的色素及颜色。提示胡萝卜素(橙黄色)，叶黄素(黄色)，叶绿素a(蓝绿色)，叶绿素b(黄绿色)。7.某实验小组得到的色素提取液颜色过浅，请结合实验步骤分析可能的原因有哪些？提示(1)未加二氧化硅或研磨不充分，色素未能充分提取出来；(2)称取绿叶过少或加入的无水乙醇过多，色素溶液浓度小；(3)未加入碳酸钙或加入过少，部分色素分子被破坏。二、结合色素的吸收光谱分析实际问题1.冬季时，为了增加蔬菜的产量，应该选择红色、蓝色还是无色的大棚塑料薄膜？为什么？提示无色

5、。由于太阳光由七色光组成，所以用无色透明的塑料薄膜，植物可获得更多的光能。2.阴天时，为了增加蔬菜的产量，在功率相同的情况下，应该选择什么颜色(选“蓝紫光或红光”或“白光”)的照明灯为蔬菜补充光源？为什么？提示蓝紫光或红光。在照明灯功率相同的情况下，选用蓝紫光或红光的照明灯补充光源，植物利用光能的效率更高。1.绿叶中色素的提取和分离实验的异常现象分析(1)收集到的滤液中绿色过浅的原因分析未加二氧化硅或研磨不充分，色素未充分提取出来。使用放置数天的绿叶或绿叶用量少，滤液中的色素(叶绿素)含量太少。一次加入大量的无水乙醇，导致提取液浓度太低。未加碳酸钙或加入过少，色素分子被破坏。画滤液细线次数过少

6、。核心归纳(2)滤纸条色素带重叠：滤纸没经干燥处理；滤液细线画得过粗。(3)滤纸条看不到色素带忘记画滤液细线。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。2.特别提醒(1)滤纸条上四条色素带位置的含义体现不同色素在层析液中的溶解度的高低：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。(2)色素带宽窄的含义体现色素含量的高低：最宽的色素带色素含量最高，最窄的色素带色素含量最低。3.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。(

7、3)镁等无机盐：镁是构成叶绿素的重要成分，缺镁叶片变黄。4.知识链接叶子为什么会变色新生的树叶通常为绿色，这是由于新生叶子中主要含叶绿素与类胡萝卜素，其中叶绿素含量多(约占3/4)，叶绿素对绿光吸收最少，绿光被反射出来的缘故。在春季与夏季，植物为了生长会产生大量的叶绿素进行光合作用，所以此时叶子多呈绿色。树叶变黄是由于树叶中的各种色素在秋季来临之时会发生分解。树叶中的营养会被重新分配给树干与树根，以备过冬。而叶绿素的分解速度比叶黄素等快很多，叶绿素迅速分解完，叶黄素的颜色显露出来。因此秋季树叶多呈黄色。而树叶变红则是因为当温度低于7 时，树叶中会生成花青素。花青素是植物花瓣中主要的显色物质，如

8、玫瑰、牡丹等。在树叶落地后，树叶中的各种色素会逐渐降解，这时残留于叶中“单宁”的颜色褐色便呈现出来，因此落叶最后呈褐色。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。该同学的操作有误的是A.B.C.D.典题应用将5 g新鲜完整的菠菜叶，剪去主叶脉，剪碎，放入研钵中，加入无水乙醇、二氧化硅、碳酸钙以后，迅速研磨，错误；将预备好的滤纸条一端剪

9、去两角，在距这一端1 cm处用铅笔画一条横线，不能用钢笔画线，错误；用毛细吸管吸取少量滤液，沿铅笔线均匀地画出一条细线，为增强实验效果，待滤液干燥后，可将滤液细线重复画一到两次，但是不能画得太粗，错误；将滤纸条画有滤液细线的一端朝下，轻轻插入层析液中，但是滤液细线不能浸入层析液中，错误。因此，以上操作都是错误的，故选D。2.某实验小组利用新鲜的绿叶为材料，进行绿叶中色素的提取与分离实验，实验结果如图所示。请回答下列问题：(1)分离绿叶中的色素常用纸层析法，该方法的原理是_。A、B是滤纸条上的标记，根据实验现象可知层析液最先所处的位置是_(填“A”或“B”)处。中的溶解度不同，溶解度高的随层析液

10、在滤纸上扩散得快，反之则慢光合色素在层析液A分离绿叶中色素的原理是绿叶中的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。A、B是滤纸条上的标记，在分离色素时，滤液细线的画线处不能没入层析液中，据此分析题图可知：层析液最先所处的位置是A处。(2)在色素的提取与分离过程中，偶然发现某植株缺失第条色素带。缺失第条色素带的植株不能合成_，导致对_光的吸收能力明显减弱。叶黄素蓝紫图中、分别是叶绿素b、叶绿素a、叶黄素、胡萝卜素。叶黄素主要吸收蓝紫光，缺失第条色素带的植株不能合成叶黄素，导致对蓝紫光的吸收能力明显减弱。二、叶绿体的结构适于进行光合作用1.叶绿体的形态：一般呈扁平

11、的_或_。2.叶绿体的结构模式图教材梳理(1)结构外表：_内部_：由_堆叠而成决定(2)功能：进行_的场所。证明(3)恩格尔曼的实验：需氧细菌只分布在_有光束照射的部位。椭球形球形双层膜基质基粒类囊体光合作用叶绿体3.叶绿体捕获光能、进行光合作用的结构基础(1)在叶绿体内部巨大的膜表面上，分布着许多吸收光能的_。(2)在_上和_中，还有许多进行光合作用所必需的酶。色素分子类囊体膜叶绿体基质(1)没有叶绿体的生物无法进行光合作用()(2)植物细胞都含有叶绿体()(3)在真核细胞内，能进行光合作用的色素分布在叶绿体以及液泡中()判断正误叶绿体的功能请结合教材中恩格尔曼的实验，回答问题：(1)恩格尔

12、曼的第一个实验该实验选择水绵和需氧细菌作为实验材料的优点是：水绵的叶绿体呈_分布，便于观察；用需氧细菌可确定_的部位。在黑暗环境中用极细的光束照射水绵，需氧细菌的分布是怎样的？说明了什么？核心探讨提示需氧细菌只向叶绿体被光束照射到的部位集中。说明氧气是由叶绿体在光照条件下吸收光能进行光合作用释放出来的。螺旋带状释放氧气多完全暴露在光照下，需氧细菌分布在叶绿体所有的受光部位，这组实验的设计目的是什么？提示和进行对照，明确实验结果完全是由光照射到叶绿体引起的。上面两组实验都要求在黑暗且隔绝空气的条件下进行，为什么？提示排除氧气和光对实验结果的干扰。恩格尔曼第一个实验的结论是什么？提示氧气是叶绿体释

13、放出来的，叶绿体是光合作用的场所。(2)恩格尔曼的第二个实验：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？提示光合色素主要吸收红光和蓝紫光，在此波长光的照射下，叶绿体会释放氧气，因此需氧细菌在此区域分布。(3)综合上述资料，你认为叶绿体具有什么功能？提示叶绿体是光合作用的场所，并且能够吸收特定波长的光。恩格尔曼在选材、实验设计上的巧妙之处(1)实验材料选得妙：实验材料选择水绵和需氧细菌。水绵的叶绿体呈螺旋带状分布，便于观察；用需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)实验对照设计得妙：用极细的光束点状投射，叶绿体上

14、可分为获得光照多和光照少的部位，相当于一组对照实验。(4)临时装片设计得妙：进行局部光照和曝光实验，进一步验证了实验结果完全是由光照引起的。核心归纳3.如图为叶绿体结构示意图，下列叙述不正确的是A.具有选择透过性B.吸收光能的色素分布在上C.与光合作用有关的酶只分布在中D.叶绿体具有双层膜典题应用4.德国科学家恩格尔曼设计了一个实验研究光合作用的吸收光谱。他将三棱镜产生的散射光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(如图所示)。他由实验结果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，细菌聚集多的地方，细菌 光合作用强B.需氧细菌聚

15、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，使水绵的光合速率大幅度加快细菌不能进行光合作用，该实验中进行光合作用的是水绵，A错误；该实验的设计思路是需氧细菌需要O2，水绵光合作用强的部位，产生的O2多，在O2含量多的地方需氧细菌的数量多，B正确、C错误；水绵光合速率的快慢与需氧细菌大量消耗O2无明显关系，D错误。网络构建课时对点练题组一捕获光能的色素1.下列关于绿叶中色素的提取和分离实验的叙述中，错误的是A.加入CaCO3是为了防止色素被破坏B.加入SiO2有利于破坏叶肉细胞C.分离色素时塞紧试管口是为了防止层析液的挥

16、发D.滤纸条上的滤液细线中的色素越少越有利于色素分离123456789101112131415色素的量合适才能使分离效果明显，故D错误。2.下列分离叶绿体中色素的装置，正确的是在放置滤纸条时，一定注意的是滤液细线不能没入层析液中；层析液易挥发一定要加盖。1234567891011121314153.下列关于绿叶中色素的提取和分离实验的操作，正确的是A.使用干燥的定性滤纸过滤后收集滤液B.将干燥处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123456789101112131415过滤时应该采用尼龙布，A错误；在画出一条滤液

17、细线后待其干后再重复画线12次，C错误；研磨叶片时，用无水乙醇溶解色素，D错误。4.科研人员发现了一种色素缺失的豌豆变异植株，提取其色素并进行了纸层析分离，结果如图(图中数字代表正常植株的色素带位置)。以下关于该变异植株的叙述正确的是A.缺失叶绿素b，植株对蓝紫光、红光 的吸收能力减弱B.缺失胡萝卜素，植株对蓝紫光的吸收能力减弱C.缺失叶绿素a，植株对红光的吸收能力减弱D.缺失叶黄素，植株对蓝紫光的吸收能力减弱123456789101112131415据题意并分析图示可知，是胡萝卜素、是叶绿素a、是叶绿素b；图中缺失的是叶黄素。叶绿素a和叶绿素b主要吸收红光和蓝紫光；胡萝卜素和叶黄素主要吸收蓝

18、紫光。该变异植株缺失叶黄素，因此对蓝紫光的吸收能力减弱，D正确。1234567891011121314155.如图表示叶绿体中色素吸收光能的情况。据图判断，以下说法不正确的是A.由图可知，类胡萝卜素主要吸收 400500 nm波长的光B.用450 nm波长的光比600 nm波长 的光更有利于提高光合作用强度C.由550 nm波长的光转为670 nm波 长的光后，叶绿体吸收利用的光能减少D.土壤中缺乏镁时，植物对420470 nm波长的光的利用量显著减少123456789101112131415123456789101112131415由图可知，由550 nm波长的光转为670 nm波长的光后，

19、叶绿体吸收利用的光能增多，C错误。6.利用无水乙醇提取出叶绿体中的色素，设法分离得到各种色素后，并将叶绿素b、叶绿素a、叶黄素、胡萝卜素和混合液依次点样在滤纸的1、2、3、4、5位置(如图所示)，当滤纸下方浸入层析液后，滤纸条上各色素正确位置应为123456789101112131415在层析液中四种色素的溶解度从大到小的顺序依次是胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a、叶绿素b。色素溶解度越大，随层析液在滤纸上扩散的速度越快，反之则慢，因此将叶绿素b、叶绿素a、叶黄素、胡萝卜素依次点样在滤纸的1、2、3、4，从低到高依次是1、2、3、4。混合液中含4种色素，扩散后在滤纸条上形成4条色素带。故选B。123

20、456789101112131415题组二叶绿体的结构适于进行光合作用7.如图为叶绿体亚显微结构模式图，下列关于其结构与功能的叙述正确的是A.叶绿体分布在植物体的所有细胞中B.叶绿素在高等植物体内主要有两种，叶绿素a 呈蓝绿色，叶绿素b呈黄绿色C.同线粒体一样，叶绿体的内膜极大地扩展了受光面积D.吸收光能的色素都分布在外膜上123456789101112131415植物细胞不都含有叶绿体，如根部细胞不含叶绿体，A错误；叶绿素在高等植物体内主要有两种，叶绿素a呈蓝绿色，叶绿素b呈黄绿色，B正确；同线粒体不一样，叶绿体的内膜没有扩大受光面积，而是叶绿体通过类囊体堆叠形成基粒，极大地扩展了受光面积，

21、C错误；吸收光能的色素都分布在类囊体薄膜上，D错误。123456789101112131415实验开始前，临时装片都要先进行隔绝空气处理，A错误。8.恩格尔曼用极细的光束照射载有水绵和需氧细菌的临时装片，将临时装片暴露在光下，结果如图所示。下列关于该实验的叙述错误的是A.实验开始前，临时装片都要先进行通气处理B.该对照实验可以证明叶绿体是进行光合作用 的场所C.临时装片中的需氧细菌的聚集位置说明光合 产物中有氧气D.用透过三棱镜的光束照射临时装片，会得到与该图示不同的结果1234567891011121314159.在“绿叶中色素的提取和分离”实验中得到的色素带颜色较浅，分析其原因可能是加入的

22、提取液太多用体积分数为95%的乙醇加入无水碳酸钠代替无水乙醇研磨时没有加入碳酸钙研磨时没有加入二氧化硅取的叶片叶脉过多，叶肉细胞过少画滤液细线的次数少使用放置数天的菠菜叶A.B.C.D.123456789101112131415加入的提取液太多，色素的比例小，则色素带颜色较浅，正确；体积分数为95%的乙醇加入无水碳酸钠可以代替无水乙醇，不会导致色素带颜色较浅，错误；研磨时没有加入CaCO3，使部分色素被破坏，正确；研磨时没有加入SiO2，导致研磨不充分，色素没有充分提取，正确；取的叶片叶脉过多，叶肉细胞过少，绿叶中所含色素少，正确；123456789101112131415在画滤液细线时，应等

23、滤液干燥后再重画一到两次，画滤液细线次数太少，会使滤纸上的色素量少，也会导致滤纸条上色素带颜色较浅，正确；使用放置数天的菠菜叶，使部分色素被破坏，叶中所含色素少，正确。12345678910111213141510.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，他们所得到的实验结果依次应为123456789101112131415试剂甲乙丙丁无水乙醇水CaCO3SiO2A.B.C.D.甲同学由于没有加入无水乙醇，所以提取液中不会出现色素，色素分离的结果是；乙同学操作正确，色素分离后得到四条正常的色素带

24、，与情况相符；丙同学由于未加CaCO3，所以叶绿素含量减少，所得到的色素带中两条叶绿素带比正常的色素带要窄，对应；丁同学由于未加SiO2，导致叶片研磨不充分，最终导致各种色素的含量均减少，对应。12345678910111213141511.甲、乙两同学进行绿叶中色素的提取和分离实验。如图为纸层析的结果(、为色素带)。下列叙述正确的是A.画滤液细线时，滤液在点样线上可以连续画12次B.色素、在层析液中的溶解度大于、C.乙同学结果异常，原因可能是用的叶片是老叶D.色素、主要吸收蓝紫光123456789101112131415画滤液细线时，待滤液干后，再画下一次，如此重复12次，A错误；色素、在层

25、析液中的溶解度大于、，B错误；乙同学的实验结果中叶绿素a和叶绿素b的色素带明显窄很多，说明叶片中这两种色素含量少，有可能用的是老叶，C正确；色素、分别是叶绿素a和叶绿素b，主要吸收红光和蓝紫光，D错误。12345678910111213141512.如图是利用新鲜的菠菜叶进行“绿叶中色素的提取和分离”的实验，滤液经层析后，色素带在滤纸条上的分布情况，下列说法正确的是A.是叶黄素，是胡萝卜素，它们都是类胡萝卜素B.是叶绿素b，其含量最多C.的溶解度最高，扩散速度最慢D.菠菜叶如果摆放时间过长，实验中色素带宽度会变窄123456789101112131415不同色素在层析液中的溶解度不同，溶解度越

26、大，随着层析液扩散的速度越快，可推断出：是胡萝卜素，是叶黄素，A错误；是叶绿素a，其含量最多，B错误；菠菜叶如果摆放时间过长，叶绿素会被破坏，实验中色素带会变窄，D正确。12345678910111213141513.秋季枫树等植物的叶片变为红色，主要是由于花青素增多而叶绿素含量降低所致，实验小组对此进行实验验证：用无水乙醇提取叶片中色素，用层析液进行分离，结果滤纸条上出现四条色素带，靠近层析液的两条色素带非常窄，下列有关推断不合理的是A.变窄的是叶黄素和叶绿素aB.低温下叶绿素容易被破坏C.滤纸条未显现花青素的原因可能是花青素为水溶性色素D.叶绿素易溶于无水乙醇123456789101112

27、131415123456789101112131415绿叶中色素的分离实验中，色素带由上到下依次是胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a、叶绿素b，因此变窄的两条色素带是叶绿素a和叶绿素b，A不合理。(1)甲同学选用新鲜菠菜的绿色叶片进行实验，在滤纸上出现了四条清晰的色素带，如图1所示。甲同学分离色素的方法是_，滤纸条上色素带位置的不同主要取决于_。从上往下数，叶黄素位于第_条色素带。14.下面是甲、乙、丙三位同学进行“绿叶中色素的提取和分离”实验的过程，请据图回答下列问题：123456789101112131415纸层析法色素在层析液中溶解度的大小2123456789101112131415甲同学分离色

28、素用的是纸层析法；色素在层析液中的溶解度不同，其随着层析液在滤纸上扩散的速度不同，因此滤纸条上色素带位置的不同主要取决于色素在层析液中溶解度的大小。从上往下数，叶黄素位于第2条色素带。(2)乙同学改变甲同学所用层析液组成后继续进行实验，在滤纸条上出现了黄、绿两条色素带。他用刀片裁出含色素带的滤纸条，用乙醚分别溶解条带上的色素，浓缩后用一光学分析仪器检测，通过分析色素溶液的_来判断色素带上的色素种类。123456789101112131415吸收光谱(3)丙同学对甲同学所做的“绿叶中色素的分离”实验进行改进，实验装置如图2所示。该同学应将提取到的滤液滴在_(填“a”或“b”)处，棉线灯芯下端应浸没在_中。实验结果得到四个不同颜色的同心圆，排列在最内侧的色素是_(填色素的名