4%26%2346%3B2光合色素與光能的捕獲導(dǎo)學(xué)案

1、江蘇省贛榆縣海頭中學(xué) 2009-2010 學(xué)年度高一生物導(dǎo)學(xué)案 第 1 頁(yè) 共 5 頁(yè) 4.2 光合色素與光能的捕獲光合色素與光能的捕獲 撰寫(xiě)人：萬(wàn)壘源撰寫(xiě)人：萬(wàn)壘源 審定人：盧華香審定人：盧華香 編號(hào)編號(hào):14 2009-11-10 一、學(xué)習(xí)目標(biāo) 1：說(shuō)出綠葉中色素的種類(lèi)和作用，說(shuō)出葉綠體的結(jié)構(gòu)和功能。 2：在學(xué)習(xí)中，通過(guò)跟隨科學(xué)家的腳步積極思考，學(xué)會(huì)做實(shí)驗(yàn)要設(shè)計(jì)對(duì)照組； 考慮實(shí)驗(yàn)的各個(gè)方面，從而得出結(jié)論；通過(guò)教師引導(dǎo)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。 3：要學(xué)習(xí)科學(xué)家探索未知的精神，對(duì)科學(xué)飽有好奇心和求知欲，不怕失敗，更要從失敗中總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，鼓 勵(lì)同學(xué)在學(xué)習(xí)上也要積極進(jìn)取。 二、學(xué)習(xí)重點(diǎn)、難點(diǎn) 綠葉中色素的種類(lèi)和作

2、用 問(wèn)題導(dǎo)思問(wèn)題導(dǎo)思 1為什么春夏兩季植物的葉子翠綠醉人，而深秋樹(shù)葉則金黃斑斕呢？ 葉綠體中的色素分為兩大類(lèi)：葉綠素和類(lèi)胡蘿卜素。葉綠素又分為兩類(lèi)：葉綠素 a，呈藍(lán)綠色；葉綠 素 b，呈黃綠色。類(lèi)胡蘿卜素也分為兩類(lèi)：胡蘿卜素，呈橙黃色；葉黃素，呈黃色。由于葉綠素含量約占 總量的四分之三，而類(lèi)胡蘿卜素僅占四分之一，所以通常植物的葉子總是翠綠醉人的。這是由于葉綠素 掩蓋了類(lèi)胡蘿卜素顏色的緣故。但是，葉綠素很容易被破壞。秋天葉綠素會(huì)因?yàn)椤叭淌堋辈涣藲鉁叵陆?等因素的影響而分解消失；胡蘿卜素和葉黃素則比較穩(wěn)定，終于在沒(méi)有葉綠素干擾時(shí)“重見(jiàn)天日” 。 2請(qǐng)?jiān)谕瓿伞熬G葉中色素的提取和分離”實(shí)驗(yàn)過(guò)程中思考以

3、下問(wèn)題： （1）想一想，下列試劑的作用是什么？ 無(wú)水乙醇提取色素 二氧化硅研磨得充分 層析液分離色素 碳酸鈣防止葉綠素被破壞 （2）過(guò)濾研磨液時(shí)，能否用濾紙過(guò)濾？為什么？ 不能。因?yàn)闉V紙會(huì)將部分濾液吸收掉，得不到足夠的濾液。 （3）收集到試管中的濾液，為什么要用棉塞將試管口塞嚴(yán)？ 防止溶解色素的無(wú)水乙醇揮發(fā)。 （4）為什么要將定性濾紙減去兩角？ 剪去兩角，目的是防止兩邊色素在濾紙條上擴(kuò)散過(guò)快，不均勻，便于觀察實(shí)驗(yàn)結(jié)果。 （5）分離綠葉中的色素時(shí)，為什么不能讓濾液細(xì)線觸及層析液？ 因?yàn)樯貢?huì)溶解于層析液中，而不會(huì)沿層析液向上擴(kuò)散、分離，這會(huì)使實(shí)驗(yàn)效果極差，甚至不發(fā)生 分離，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)無(wú)效，影響實(shí)驗(yàn)

4、效果。 3濾紙條上的濾液細(xì)線經(jīng)層析后，形成四條色素帶，在濾紙條上的相對(duì)位置如下圖所示：產(chǎn)生這種 現(xiàn)象的原因是什么？ 四種色素在層析液中的溶解度不同，溶解度高的色素隨層析液 在濾紙上擴(kuò)散快，反之則慢。四種色素帶的寬窄不同，是因?yàn)樯?含量不同的緣故。 江蘇省贛榆縣海頭中學(xué) 2009-2010 學(xué)年度高一生物導(dǎo)學(xué)案 第 2 頁(yè) 共 5 頁(yè) 4為什么說(shuō)葉綠體的結(jié)構(gòu)是與它進(jìn)行光合作用這一功能相適應(yīng)？ （1）葉綠體具有雙層膜，可以控制物質(zhì)進(jìn)出。 （2）葉綠體基質(zhì)中分布有幾個(gè)到幾十個(gè)由類(lèi)囊體垛疊而成的基粒，增大了葉綠體內(nèi)的膜面積，利于 化學(xué)反應(yīng)的進(jìn)行。 （3）葉綠體基粒分布有進(jìn)行光合作用必需的色素和酶，為

5、光合作用的進(jìn)行做好了物質(zhì)上的準(zhǔn)備。 知識(shí)拓展知識(shí)拓展 1黃櫨、楓樹(shù)“霜葉紅于二月花”的原因，不是葉片中葉綠體的色素造成的，是由于葉綠素分解 時(shí)，葉中的糖分大量轉(zhuǎn)變成紅色的花青素造成的。因秋天溫度降低，植物體內(nèi)積累較多糖分以適應(yīng)寒冷， 體內(nèi)的可溶性糖多了，就形成較多的花青素儲(chǔ)存于液泡中。而花青素類(lèi)似于酸堿指示劑，從堿性到酸性 會(huì)呈現(xiàn)從藍(lán)色到紅色顏色漸變，具體而言是，pH=78 時(shí)呈淡紫色；pH11 則呈藍(lán)色。 由于秋天時(shí)液泡中花青素增多，且細(xì)胞液 pH 值又偏酸性，因此葉子就變紅了。 2我們平常吃的韭黃和蒜黃是怎么培育出來(lái)的嗎？ 葉綠素是光合色素中最重要的一類(lèi)色素。綠色植物的葉綠體中有四種色素，

6、綠色植物只在光下才能 合成葉綠素。韭黃、蒜黃是在黑暗條件下培育出來(lái)的，因?yàn)橹参锎藭r(shí)不能合成葉綠素，只能長(zhǎng)成黃化苗， 而黃化苗的薄壁細(xì)胞比較多，所以吃起來(lái)比較嫩，口感比韭菜、蒜苗好一些。但要注意，植物不能長(zhǎng)期 處于無(wú)光條件下，這個(gè)道理應(yīng)該明白。 3要做好綠葉中色素的提取和分離實(shí)驗(yàn)，應(yīng)注意哪些問(wèn)題？ 實(shí)驗(yàn)材料應(yīng)選顏色深的植物葉片 , 如菠菜葉、棉花葉等。葉片顏色深，色素含量高，實(shí)驗(yàn)效果也好。 如選用大白菜的葉片作實(shí)驗(yàn)材料，幾乎得不到實(shí)驗(yàn)結(jié)果。 畫(huà)濾液細(xì)線時(shí)，一定濾液細(xì)線要齊、細(xì)、顏色深，這樣可以防止色素帶之間的重疊。畫(huà)線時(shí)一般要 重復(fù)多次，使濾液細(xì)線上的色素多一些，分離后的色素帶更加清晰。但一次畫(huà)

7、完后，必須待其干后再畫(huà) 第二次，以確保濾液細(xì)線較細(xì)。在研磨時(shí)要加少許二氧化硅，目的是為了研磨得充分，有利于色素的提 取；加少許碳酸鈣的目的是為了防止研磨過(guò)程中，由于 pH 值的改變，使色素遭到破壞。 層析液是石油醚、丙酮、苯等有機(jī)溶劑的混合液，具有揮發(fā)性且有毒，要注意密閉。實(shí)驗(yàn)應(yīng)在通 風(fēng)條件下進(jìn)行，實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)及時(shí)用肥皂洗手。 4線粒體和葉綠體 線粒體和葉綠體，這兩種細(xì)胞器，各具有特定的結(jié)構(gòu)和功能。結(jié)構(gòu)是功能的基礎(chǔ)，功能和結(jié)構(gòu)協(xié) 調(diào)統(tǒng)一。 線粒體和葉綠體雖有相同的結(jié)構(gòu)名稱(chēng)，兩者都與能量的轉(zhuǎn)換密切相關(guān)，但兩者又是兩種完全不同 的能量轉(zhuǎn)換器。線粒體是化能轉(zhuǎn)換器（有機(jī)物中穩(wěn)定的化學(xué)能活潑可轉(zhuǎn)移的化學(xué)能

8、） ，葉綠體是光能轉(zhuǎn) 換器（光能有機(jī)物中穩(wěn)定的化學(xué)能） 線粒體和葉綠體還都含有少量的遺傳物質(zhì) DNA 和 RNA，這是其它許多細(xì)胞器所沒(méi)有的。 典型例題典型例題 例例 分別在 A、B、C 三個(gè)研缽中加 2 克剪碎的新鮮菠菜綠葉，并按下表所示添加試劑，經(jīng)研磨、過(guò) 濾得到三種不同顏色的溶液，即：深綠色、黃綠色（或褐色） 、幾乎無(wú)色。 試回答：（1）A 處理得到的溶液顏色是 ，原因是 。 （2）B 處理得到的溶液顏色是 ，原因是 。 （3）C 處理得到的溶液顏色是 ，原因是 。 處理ABC SiO2（少量） + CaCO3（少量） + 95%乙醇（10 毫升） + 江蘇省贛榆縣海頭中學(xué) 2009-2

9、010 學(xué)年度高一生物導(dǎo)學(xué)案 第 3 頁(yè) 共 5 頁(yè) (4) 如果將 C 處理得到的溶液放在光源和 三棱鏡之間，連續(xù)光譜中 光區(qū)域就會(huì)出現(xiàn)一些黑色 條帶。 注：“+”表示加；“”表示不加。 解析解析 本題主要考查葉綠體中色素提取過(guò)程中研磨這一步驟及色素均不溶于水，但易溶于無(wú)水乙醇、 丙酮、石油醚等有機(jī)溶劑中這一知識(shí)點(diǎn)。研磨時(shí)，加入 SiO2 的目的是使菠菜葉研磨充分，因 A、B、C 三 個(gè)研缽都加入 SiO2 ，故不影響此題解答。加入 CaCO3 是為了避免了葉綠素受到破壞。題中 A 研缽未加 入 CaCO3 ，葉綠素被破壞，因此濾液的顏色為較淺。B 研缽加入的提取液不是乙醇、丙酮、石油醚等有

10、機(jī) 溶劑而是水，因葉綠體中色素均不溶于水，所以濾液的顏色幾乎無(wú)色。只有 C 研缽加入 SiO2 少量 ，CaCO3 少量 ，提取液 95%乙醇 10 毫升（符合色素提取的實(shí)驗(yàn)要求，因此 C 研缽中的濾液顏色是深綠色。 色素主要吸收紅光和藍(lán)紫光，所以在連續(xù)光譜中這兩區(qū)域會(huì)呈黑色。 答案答案 （1）A 黃綠色，部分葉綠素受到破壞 （2）B 幾乎無(wú)色，葉綠素不溶于水 （3）C 深綠 色，大量葉綠素溶于乙醇中 （4）紅橙光區(qū)和藍(lán)紫光區(qū) 當(dāng)堂檢測(cè)當(dāng)堂檢測(cè) 1把新鮮的葉綠素溶液放在光源與分光鏡之間，可以看到光譜中最強(qiáng)的吸收區(qū)在（ ） 。 A綠光部分 B紅光和藍(lán)紫光部分 C藍(lán)紫光部分 D黃橙光部分 2葉綠體

11、的色素能夠在濾紙上彼此分離的原因是（ ） 。 A色素提取液中的不同色素已經(jīng)分層 B陽(yáng)光的照射使各種色素彼此分開(kāi) C濾紙對(duì)各種色素的吸附力不同 D層析液使色素溶解并彼此分離的擴(kuò)散速度不同 3下面有關(guān)葉綠體的敘述正確的是 （ ） A.葉綠體中的色素分布在外膜和內(nèi)膜上 B.葉綠體中的色素都分布在類(lèi)囊體的薄膜上 C.光合作用的酶只分布在外膜、內(nèi)膜和基粒上 D.光合作用的酶只分布在葉綠體的基質(zhì)中 4在洋蔥根尖分生區(qū)細(xì)胞中，具有雙層膜結(jié)構(gòu)的是 （ ） A.線粒體和葉綠體 B.葉綠體和高爾基體 C.液泡和內(nèi)質(zhì)網(wǎng) D.線粒體和核膜 5右圖是用分光光度計(jì)測(cè)定葉片中兩類(lèi)色素吸收不同波長(zhǎng)光波的曲線圖，試判定 A 和

12、 B 分別為何種色素 （ ） A葉綠素、類(lèi)胡蘿卜素 B類(lèi)胡蘿卜素、葉綠素 C葉黃素、葉綠素 a D葉綠素 a、葉綠素 b 鞏固練習(xí)鞏固練習(xí) 1將陽(yáng)光通過(guò)三棱鏡后的七色光投射到水綿上，水中的好氧細(xì)菌聚集最多的一組光區(qū)是（ ） A紅光和黃綠光 B紅光和橙光 C紅光和藍(lán)紫光 D黃光和藍(lán)紫光 2.將深海中的藻類(lèi)移到淺海中，光合作用的效率將明顯增強(qiáng)，這是因?yàn)?（ ） A.在深海中只能獲得頻率高的藍(lán)紫光 B.在深海中只能獲得頻率低的藍(lán)紫光 C.在深海中可以利用波長(zhǎng)長(zhǎng)的紅光 D.在淺海中還可以利用波長(zhǎng)短的紅光 3.綠色植物進(jìn)行光合作用時(shí)，光能的吸收發(fā)生在葉綠體的 （ ） A.內(nèi)膜上 B.基質(zhì)中 C.類(lèi)囊體膜

13、上 D.各部位上 4線粒體和葉綠體都是重要的細(xì)胞器，下列相關(guān)敘述錯(cuò)誤的是 （ ） A兩者都能產(chǎn)生 ATP，但最初的能量來(lái)源不同 B需氧型生物的細(xì)胞均有線粒體，植物細(xì)胞均有葉綠體 C兩者都含有磷脂和多種酶，葉綠體中還含有色素 D兩者都有內(nèi)膜和外膜，葉綠體基質(zhì)中一般還含有基粒 蒸餾水（10 毫升）+ 江蘇省贛榆縣海頭中學(xué) 2009-2010 學(xué)年度高一生物導(dǎo)學(xué)案 第 4 頁(yè) 共 5 頁(yè) 5細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體基質(zhì)和葉綠體基質(zhì)的 （ ） A功能及所含有機(jī)化合物都相同 B功能及所含有機(jī)化合物都不同 C功能相同，所含有機(jī)化合物不同 D功能不同，所含有機(jī)化合物相同 6如果一分子 CO2從葉肉細(xì)胞的線粒體基質(zhì)

14、中擴(kuò)散出來(lái)，進(jìn)入一個(gè)相鄰細(xì)胞的葉綠體基質(zhì)中，那么這個(gè) CO2分子共穿過(guò)幾層由磷脂分子組成的膜 （ ） A.12 B.8 C.6 D.5 7下列關(guān)于葉綠體和線粒體的敘述，正確的是 （ ） A都含有功能相同的基質(zhì) B都具有雙層膜 C都能產(chǎn)生 ATP D都含有少量的 DNA，能控制某些蛋白質(zhì)合成 8陽(yáng)光通過(guò)三棱鏡能顯示出七種顏色的連續(xù)光譜，如果將一瓶葉綠素提取液放在光源和三棱鏡之間，連 續(xù)光譜中就會(huì)出現(xiàn)一些黑色條帶，這些條帶應(yīng)位于（ ） 。 A綠光區(qū)B紅光區(qū)和綠光區(qū) C藍(lán)紫光區(qū)和綠光區(qū) D紅光區(qū)和藍(lán)紫光區(qū) 9葉綠體是植物進(jìn)行光合作用的細(xì)胞器，下面有關(guān)葉綠體的敘述正確的是（ ） 。 A葉綠體中的色素都

15、分布在類(lèi)囊體膜上 B葉綠體中的色素分布在外膜和內(nèi)膜上 C光合作用的酶只分布在葉綠體基質(zhì)上 D光合作用的酶只分布在外膜、內(nèi)膜和基粒上 10.下列關(guān)于葉綠素合成與功能的敘述，錯(cuò)誤的是（ ） 。 A. 光是葉綠素合成的必要條件 B.低溫抑制葉綠素的合成 C.提取葉綠素溶液，給予適宜的溫度、光照和二氧化碳，可進(jìn)行光合作用 D.礦質(zhì)元素影響葉綠素的合成 11下列關(guān)于“葉綠體中色素的提取和分離”的實(shí)驗(yàn)描述中，不屬于實(shí)驗(yàn)要求的是（ ） 。 A提取高等植物葉綠體中的色素 B用紙層析法分離色素 C了解多種色素的吸收光譜 D驗(yàn)證葉綠體所含色素的種類(lèi) 12用紙層析法將色素進(jìn)行分離，在濾紙條上出現(xiàn)最寬的一條色素帶的顏色是（ ） 。 A橙黃色 B黃色 C藍(lán)綠色 D黃綠色 13在圓形濾紙的中央點(diǎn)上，對(duì)葉綠體的色素進(jìn)行色素分析，會(huì)得到近似，同心的四個(gè)色素環(huán)，排列在 最里圈的色素是（ ） 。 A橙黃色 B藍(lán)綠色 C黃色 D黃綠