高中生物人教版必修一学案541捕获光能的色素和结构

第4节能量之源——光与光合作用第1课时捕获光能的色素和结构学习目标1．理解试验“绿叶中色素的提取和别离〞的原理与方法，把握根本操作技能(重难点)。2.把握绿叶中色素的种类和作用，明确叶绿体的结构和功能(重点)。|根底学问|一、绿叶中色素的提取和别离1．提取绿叶中的色素(1)原理：绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂无水乙醇中。(2)过程：①取材：称取5g绿叶↓②研磨：剪碎叶片，放入研钵中，加少许二氧化硅和碳酸钙，再参加10mL无水乙醇，进行快速、充分的研磨↓③过滤：漏斗基部放一块单层尼龙布，将研磨液快速倒入玻璃漏斗中进行过滤↓④收集：用试管收集滤液，准时用棉塞将试管口塞严2．别离绿叶中的色素(1)原理：各种色素在层析液中的溶解度不同。(2)试验步骤：eq\a\vs4\al(①制备,滤纸条)eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(\a\vs4\al(剪滤纸条：将枯燥的定性滤纸剪成略小于试管长与直径的滤纸条，,并在一端剪去两角),↓,\a\vs4\al(铅笔画线：在距剪去两角的一端1cm处用铅笔画一条细的横线)))↓eq\a\vs4\al(②画滤,液细线)eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(取滤液：用毛细吸管吸取少量滤液,↓,画滤液细线：沿铅笔线匀称地画出一条细线,↓,重复画线：待滤液干后，再画一两次))↓③别离绿叶中的色素：将适量层析液倒入试管中，将滤纸条有滤液细线的一端朝下轻轻插入层析液中，随后用棉塞塞紧试管口。留意，不能让滤液细线触及层析液。二、绿叶中色素的种类和作用及叶绿体的结构和功能1．绿叶中色素的种类与光能汲取色素种类叶绿素(3/4)类胡萝卜(1/4)叶绿素a叶绿素b胡萝卜素叶黄素颜色蓝绿色黄绿色橙黄色黄色光能汲取主要汲取蓝紫光和红光主要汲取蓝紫光分布叶绿体的类囊体的薄膜上2．叶绿体的结构和功能(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：a.外膜，b.内膜c.基质d.基粒(3)功能：进行光合作用的场所。试验证据：恩格尔曼试验中，好氧细菌只聚集在叶绿体受光的部位。|自查自纠|1．绿叶中的色素不能溶于清水，但可以溶于无水乙醇中()2．别离绿叶中的色素用的是层析液()3．别离色素时，在层析液中溶解度越高的，那么在滤纸条上集中的速度越慢()4．研磨绿叶时，要参加二氧化硅、碳酸钙和无水乙醇()5．色素别离后，在滤纸条上的从上而下的四条色带分别是叶黄素、胡萝卜素、叶绿素a和叶绿素b()6．叶绿素和类胡萝卜素都主要汲取蓝紫光和红光()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．叶绿体是光合作用的场所，蓝藻虽然没有叶绿体但也可以进行光合作用()答案1.√2.√3.×4.√5.×6.×7.√8.√|图解图说|蓝藻为什么能进行光合作用？蓝藻中的色素种类和叶绿体中的色素种类是否相同？提示：蓝藻含有与光合作用相关的色素和酶。不相同。________________________________________________________________________________________________________________________________________________★滤纸条边缘的溶液运动速度快，中间的溶液运动速度慢，为了跑出平齐的色素带，要剪去滤纸条两角。________________________________________________________________________________________________________________________________________________★滤纸条上的滤液细线不行浸入层析液中。________________________________________________________________________________________________________________________________________________★我们看到的叶片颜色是叶片反射出来的颜色。________________________________________________________________________________________________________________________________________________为什么不能让滤液细线触及层析液？提示：防止色素溶解到层析液中，影响试验效果。________________________________________________________________________探究点一绿叶中色素的提取和别离1．试验选材及用品分析(1)选择新奇、浓绿的叶片的缘由：色素含量高。(2)不能用秋天已经变黄的叶片的缘由：低温下叶绿素分解，类胡萝卜素含量相对较多。(3)分析争论试验中各种材料和试剂的作用，完成下表：试验材料或试剂作用无水乙醇溶解色素层析液别离色素二氧化硅使研磨充分碳酸钙爱护色素单层尼龙布过滤叶片研磨液，获得滤液滤纸条使色素在其上别离，便于观看2．试验操作的目的分析操作内容操作目的层析液别离色素滤纸条的一端剪去两角使色素在滤纸条上集中匀称滤液细线重复画假设干次，且要求细、直、齐使别离出的色带平整、不重复滤液细线不能触及层析液防止色素直接溶解到层析液中3．试验结果及分析以下图是试验得到的色素在滤纸条上的分布图示，分析图示，填写下表：工程意义结论色素带宽窄色素带的宽窄与色素含量的关系：色带越宽那么含量越多四种色素含量由多到少：叶绿素a、叶绿素b、叶黄素、胡萝卜素色素集中速度色素集中速度与溶解度的关系：集中速度越快，说明溶解度越大溶解度大小(用“>〞表示)胡萝卜素>叶黄素>叶绿素a>叶绿素b【典例1】在做“绿叶中色素的提取和别离〞试验时，甲、乙、丙、丁四位同学对相关试剂、药品的使用状况如表所示(“＋〞表示使用，“－〞表示未用)，其余操作均正常，他们所得到的试验结果依次应为()试剂甲乙丙丁无水乙醇－＋＋＋水＋－－－CaCO3＋＋－＋SiO2＋＋＋－A．①②③④ B．②④①③C．④②③① D．③②①④解析无水乙醇用于溶解绿叶中的色素，甲同学未加无水乙醇，其滤纸条上应无色素带(②)；CaCO3能够防止研磨时色素被破坏，丙同学未加CaCO3，其滤纸条上叶绿素a、叶绿素b对应的色素带应较窄(①)；SiO2能够使研磨更充分，丁同学未加SiO2，其滤纸条上的四种色素带均应较窄(③)。乙同学操作正确，其滤纸条上的色素带应为正常的(④)。答案B色素提取和别离中的特别现象分析特别现象的产生无非包括选材、试剂的运用和操作等几个方面，尤其是试剂的使用，可以依据它们的作用思索假如漏加了会消失什么结果。特殊是收集到的滤液绿色过浅(或色带过窄)的缘由分析，是该类题目考查的重点，其缘由分析如下：未加石英砂(二氧化硅)，研磨不充分；使用放置数天的菠菜叶，滤液中色素(叶绿素)太少；一次参加大量的无水乙醇，提取浓度太低(正确做法：分次参加少量无水乙醇提取色素)；未加碳酸钙或参加过少，色素分子被破坏。【跟踪训练】1．在进行叶绿素提取和别离的试验时，不能让层析液没及滤液细线的缘由是()A．这样会导致色素在滤纸上集中不匀称而影响结果B．滤纸条上的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解析滤纸上几种色素会集中不匀称而影响结果，所以滤纸条需要剪掉两角，A错误；滤纸条上滤液细线会变粗而使色素太分散，这是由于滤液细线上划的色素分子比拟多，B错误；色素会溶解在层析液中而使结果不明显，所以层析液不能触及滤液细线，C正确；滤纸条上的几种色素会混合起来，说明层析液效果不好，几种色素在其中溶解度差异不大，D错误。答案C探究点二捕获光能的色素和结构以下图中甲图为叶绿体的结构模式图，乙图为不同色素的汲取光谱。结合这两个图思索争论以下问题：1．甲图中的①②③所代表的结构分别是什么？提示①代表叶绿体的外膜和内膜，②代表叶绿体基质，③代表基粒。2．捕获光能的色素分布在甲图中的哪个结构上？该结构是如何构成的？提示捕获光能的色素分布在甲图中的③基粒上，基粒是由一个个的类囊体堆叠而成的。3．叶绿体是如何增大生物膜面积的？提示叶绿体中含有许多个基粒，而每个基粒是由许多个类囊体堆叠而成的，如此多的基粒和类囊体极大的扩展了叶绿体的膜面积。4．进行光合作用所必需的酶分布在叶绿体的哪些结构中？提示分布在类囊体和基质中。5．分析乙图，说精彩素1和色素2分别代表哪种色素？提示色素1代表叶绿素b，色素2代表叶绿素a。6．结合甲图和乙图，分析叶片为什么呈现绿色？提示各种色素主要汲取蓝紫光和红光，而对绿光汲取最少，绿光被反射出去使叶片呈绿色。7．结合乙图分析，蔬菜大棚需要补充光源时，在光强相等的状况下，应补充哪种颜色的光？提示补充红光或蓝紫光，由于光合色素主要汲取的就是红光和蓝紫光。【典例2】如图表示叶绿体中色素的汲取光谱(颜色深、浅分别表示汲取量多、少)，那么甲、乙两图分别是()A．胡萝卜素、叶绿素的汲取光谱B．叶绿素、胡萝卜素的汲取光谱C．叶黄素、叶绿素的汲取光谱D．叶黄素、胡萝卜素的汲取光谱解析由图可知，甲图汲取光谱在蓝紫光区430～450nm和红光区640～660nm之间，应为叶绿素分子的汲取光谱；乙图汲取光谱在蓝紫光区，应为胡萝卜素的汲取光谱。答案B【跟踪训练】2．关于叶绿素的表达，错误的选项是()A．叶绿素a和叶绿素b都含有MgB．叶绿素汲取的光可用于光合作用C．叶绿素a和叶绿素b在红光区的汲取峰值不同D．植物呈现绿色是由于叶绿素能有效地汲取绿光解析叶绿素a和叶绿素b都含有Mg，A正确；叶绿素汲取的光可用于光合作用，B正确；叶绿素a在红光区的汲取峰值高于叶绿素b，C正确；植物呈现绿色是由于叶绿素汲取绿光最少，绿光被反射出来，D错误。答案D学问脉络要点晨背1.绿叶中色素提取的试剂是无水乙醇，别离所用的试剂是层析液。2.提取和别离绿叶中的色素时，要选择新奇的叶片，由于新奇的叶片中色素含量多。3.研磨绿叶时要参加二氧化硅和碳酸钙，二氧化硅可以使研磨充分，碳酸钙可以爱护色素。4.在滤纸条上别离的色带从上而下分别是胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a和叶绿素b。5.绿叶中四种色素的含量排序是叶绿素a>叶绿素b>叶黄素>胡萝卜素。6.叶绿素主要汲取蓝紫光和红光，类胡萝卜素主要汲取蓝紫光。1．(2016·长沙高一检测)将竖直放置的水绵和某种好氧细菌的混合溶液放在暗处，白光透过三棱镜照在混合液处，一段时间后，好氧细菌的分布状况最可能是()A．随机、匀称分布在混合液中B．集中分布在上下两侧C．集中分布在中心位置D．集中分布在溶液的下层解析白光透过三棱镜后，红光分布在水绵上侧，蓝紫光分布在水绵下侧，由于色素主要汲取红光和蓝紫光，因此竖直放置的水绵在上侧和下侧光合作用较强，产生的氧气较多，好氧细菌在这两处集中分布。答案B2．(2016·泰州高一检测)如图为某种细胞器的结构模式图，以下表达错误的选项是()A．结构①的根本支架是磷脂双分子层B．结构②的选择透过性与蛋白质种类和数量有关C．结构③的膜外表积大，有利于实现能量转换D．结构④中能完成丙酮酸的彻底氧化分解解析结构④是叶绿体基质，是进行光合作用的暗反响的场所，丙酮酸的彻底氧化分解是在线粒体中进行的，D错误。答案D3．提取和别离绿叶中色素的正确挨次是()A．剪碎绿叶→研磨→过滤→画滤液细线→纸层析B．剪碎绿叶→研磨→加S