2021-2022高中生物1學(xué)案：第5章 第4節(jié) 第1課時捕獲光能的色素和結(jié)構(gòu)

學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精PAGE17-版權(quán)所有@高考資源網(wǎng)學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精第4節(jié)能量之源——光與光合作用第1課時捕獲光能的色素和結(jié)構(gòu)學(xué)習(xí)目標(biāo)核心素養(yǎng)1.說出葉綠體的結(jié)構(gòu)和功能。(重點）2。說出葉綠體中色素的種類和作用。(重點）3。理解“綠葉中色素的提取和分離”的實驗原理和方法。(重難點)1。通過對葉綠體的結(jié)構(gòu)和功能的學(xué)習(xí)，形成結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的生命觀念。2.通過“綠葉中色素的提取和分離"實驗，提高實驗方案的實施及對實驗結(jié)果的交流與討論的能力.一、葉綠體中色素的提取和分離1．色素的提取(1)原理綠葉中的色素能溶解在有機溶劑無水乙醇中.（2)實驗用品及作用[連線]eq\x（試劑用品)eq\x（作用)①無水乙醇 a．過濾②SiO2 b．溶解色素、提取色素③CaCO3④單層尼龍布 d．防止研磨中色素被破壞【提示】①－b②－c③－d④－a(3)實驗步驟2．色素的分離（1）實驗原理:綠葉中的色素在層析液中的溶解度不同，它們隨層析液在濾紙條上的擴散速度也不同,溶解度高的隨層析液在濾紙上擴散得快；反之則慢。這樣，色素就會隨著層析液在濾紙上的擴散而分離開。(2）實驗步驟二、色素的種類、作用和葉綠體的結(jié)構(gòu)、功能1．色素的種類、含量、顏色及吸收光譜種類葉綠素(約占3/4）類胡蘿卜素（約占1/4)葉綠素a葉綠素b胡蘿卜素葉黃素顏色藍綠色黃綠色橙黃色黃色吸收光譜主要吸收紅光和藍紫光主要吸收藍紫光2.葉綠體的形態(tài)結(jié)構(gòu)、功能及色素的分布(1）形態(tài)：扁平的橢球形或球形。（2)結(jié)構(gòu)模式圖1．綠葉中色素分離的原理是色素能溶解在有機溶劑無水乙醇中。 （）2．提取色素時加碳酸鈣的目的是為了使研磨更充分。 （）3．吸收光能的有關(guān)色素分布在葉綠體的內(nèi)膜上. （)4．植物呈現(xiàn)綠色是由于葉綠素能有效地吸收綠光。 (）5．葉綠素a和葉綠素b主要吸收紅光和藍紫光。 （）提示：1.×綠葉中色素分離的原理是色素在層析液中的溶解度不同。2．×加碳酸鈣的目的是防止色素被破壞.3．×色素分布在類囊體膜上。4．×葉綠素不吸收綠光。5．√葉綠體中色素的提取和分離［問題探究]1．實驗過程中，甲同學(xué)忘記加入二氧化硅和碳酸鈣,乙同學(xué)忘記加入無水乙醇，丙同學(xué)加的無水乙醇過多。請分析他們可能出現(xiàn)的實驗結(jié)果。提示:甲同學(xué)研磨不充分，部分色素被破壞，過濾收集的濾液顏色淺。乙同學(xué)不能提取到色素。丙同學(xué)的濾液顏色淺，提取的濾液色素的濃度低。2．實驗操作時，為什么要將濾紙條的一端剪去兩角？畫濾液細(xì)線的要求是細(xì)、直、齊，且要在干燥后重復(fù)畫一兩次，請分析這樣做的原因是什么?提示：剪去兩角的目的是防止層析液在濾紙條的邊緣擴散過快.濾液細(xì)線要細(xì)、直、齊是使分離的色素不重疊,重復(fù)畫線的目的是增加色素含量，使分離的色素帶清晰，便于觀察.3．實驗結(jié)束后，某同學(xué)的濾紙條上沒有出現(xiàn)色素帶，請?zhí)接懫鋵嶒炇〉目赡茉颉Ｌ崾荆海?)忘記畫濾液細(xì)線.(2）層析時濾液細(xì)線觸及層析液。eq\o（［歸納總結(jié)］）1．實驗材料和試劑(1）材料葉片要新鮮、顏色要深綠,這樣的葉片含有的色素較多。(2)試劑及作用試劑名稱作用二氧化硅有利于綠葉的充分研磨和色素的釋放碳酸鈣防止研磨中色素被破壞無水乙醇溶解色素層析液分離色素2.實驗操作中的關(guān)鍵步驟(1)研磨要迅速、充分：研磨充分使葉綠體完全破裂，可提取較多的色素。(2)濾液細(xì)線要求：細(xì)、直、齊，含有較多的色素,所以應(yīng)待濾液干后再畫一兩次。（3）濾液細(xì)線不能觸及層析液，否則色素會溶解到層析液中，使濾紙條上得不到色素帶.3．濾紙條上色素的分布和對光的吸收4．綠葉中色素的提取和分離實驗的異常現(xiàn)象分析(1)收集到的濾液綠色過淺的原因分析:①未加石英砂(二氧化硅)，研磨不充分。②使用放置數(shù)天的菠菜葉，濾液色素(葉綠素)太少.③一次加入大量的無水乙醇，提取濃度太低.④未加碳酸鈣或加入過少，色素分子被破壞.(2)濾紙條色素帶重疊：濾液細(xì)線畫得過粗。（3)濾紙條看不見色素帶：①忘記畫濾液細(xì)線。②濾液細(xì)線接觸到層析液，且時間較長，色素全部溶解到層析液中。1．（2020·江蘇高考)采用新鮮菠菜葉片開展“葉綠體色素的提取和分離”實驗，下列敘述錯誤的是（）A．提取葉綠體色素時可用無水乙醇作為溶劑B．研磨時加入CaO可以防止葉綠素被氧化破壞C．研磨時添加石英砂有助于色素提取D．畫濾液細(xì)線時應(yīng)盡量減少樣液擴散B［葉綠體色素能溶解在無水乙醇或丙酮等有機溶劑中，所以可用無水乙醇作為溶劑提取葉綠體色素，A正確；研磨時加入CaCO3可以防止葉綠素被氧化破壞，B錯誤；加入石英砂是為了使研磨更充分，從而使葉綠體中的色素釋放出來,C正確;畫濾液細(xì)線時應(yīng)盡量減少樣液擴散，防止色素帶之間部分重疊,D正確。]2．下列有關(guān)綠葉中色素的提取和分離實驗的敘述中,正確的是(）A．葉綠素的提取需要加入層析液作為提取液B．過濾時應(yīng)使用單層尼龍布,并用棉塞塞住試管口C．分離色素時應(yīng)將濾液細(xì)線置于層析液中D．選材不同，四條色素帶在濾紙條上的排列順序不同B[提取葉綠素使用無水乙醇，層析液用于分離色素；過濾時使用單層尼龍布，并用棉塞塞住試管口，以防止揮發(fā)性強的無水乙醇揮發(fā)；分離色素時不能將濾液細(xì)線置于層析液中，否則色素會溶入層析液中;不同材料中四種色素在層析液中的溶解度相同，來自不同材料葉綠體中的四種色素含量可能不同，經(jīng)過紙層析后，在濾紙上的排列順序相同,色素帶粗細(xì)可能不同。］色素功能和葉綠體的結(jié)構(gòu)和功能[問題探究］1．一般植物的葉片在春、夏季為綠色，而在秋季呈黃色。請分析出現(xiàn)這一現(xiàn)象的原因是什么？提示：在春夏季，葉子中葉綠素含量多于類胡蘿卜素，葉綠素對綠光吸收最少，綠光被反射出來，所以呈綠色。在秋季，葉綠素被破壞，類胡蘿卜素完好，葉子呈現(xiàn)出了類胡蘿卜素的顏色，所以呈現(xiàn)黃色。2．葉綠體的結(jié)構(gòu)有哪些特點與光合作用相適應(yīng)？提示：(1）葉綠體的色素分布在基粒的類囊體膜上，基粒和類囊體的數(shù)量很多，極大地擴展了受光面積.（2）類囊體膜和基質(zhì)中分布有與光合作用有關(guān)的酶。eq\o([歸納總結(jié)］）1．葉綠體中的色素與吸收光譜（1）葉綠體中的色素只吸收可見光，而對紅外光和紫外光等不吸收.（2）葉綠素對紅光和藍紫光的吸收量大，類胡蘿卜素對藍紫光吸收量大，對其他可見光并非不吸收，只是吸收量較少。2．葉綠體功能的驗證實驗-—恩格爾曼實驗（1）實驗過程及現(xiàn)象（2)實驗結(jié)論①葉綠體是進行光合作用的場所。②O2是由葉綠體釋放的.（3）實驗設(shè)計的“四妙”①實驗材料選得妙：實驗材料選擇水綿和好氧細(xì)菌。水綿的葉綠體呈螺旋式帶狀，便于觀察;用好氧細(xì)菌可確定釋放氧氣多的部位.②排除干擾的方法妙：沒有空氣的黑暗環(huán)境,排除了氧氣和光的干擾。③觀測指標(biāo)設(shè)計得妙：用極細(xì)的光束點狀投射，葉綠體上可分為獲得光照多和光照少的部位,相當(dāng)于一組對照實驗。④實驗對照設(shè)計得妙：進行黑暗（局部光照)和曝光對照實驗，明確實驗結(jié)果完全是由光照引起的等。1．如圖是葉片中兩類色素的吸收光譜,試判定甲和乙分別為何種色素（）A．葉綠素a、葉綠素b B．類胡蘿卜素、葉綠素C．葉黃素、葉綠素a D．葉綠素、類胡蘿卜素D［葉綠素主要吸收紅光和藍紫光,類胡蘿卜素主要吸收藍紫光。]2．為證實葉綠體有放氧功能,可利用含有水綿與好氧細(xì)菌的臨時裝片進行實驗，裝片需要給予一定的條件,這些條件是(）A．光照、有空氣、臨時裝片中無NaHCO3稀溶液B．光照、無空氣、臨時裝片中有NaHCO3稀溶液C．黑暗、有空氣、臨時裝片中無NaHCO3稀溶液D．黑暗、無空氣、臨時裝片中有NaHCO3稀溶液B［水綿中的葉綠體通過光合作用釋放氧氣，光合作用需要光照和CO2，NaHCO3稀溶液可提供CO2,裝片中不能有空氣，否則好氧細(xì)菌均勻分布,無法根據(jù)好氧細(xì)菌的聚集情況來確定葉綠體是否有放氧功能。］［課堂小結(jié)]知識網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建核心語句歸納1.提取色素的原理是色素能溶解在無水乙醇等有機溶劑中。2．不同色素在層析液中的溶解度不同，溶解度高的隨層析液在濾紙上擴散得快，反之則慢。3．層析后濾紙條上自上而下的四條色素帶依次是胡蘿卜素、葉黃素、葉綠素a和葉綠素b。4．葉綠素主要吸收紅光和藍紫光，胡蘿卜素和葉黃素主要吸收藍紫光。5．色素分布于葉綠體類囊體薄膜上，而與光合作用有關(guān)的酶分布于類囊體薄膜和葉綠體基質(zhì)中。1．在進行“綠葉中色素提取和分離"的實驗時，不讓層析液沒及濾液細(xì)線的原因是()A．濾紙上幾種色素會擴散不均勻而影響實驗結(jié)果B．濾紙上的濾液細(xì)線會變粗而使色素太分散C．色素會溶解在層析液中而使實驗失敗D．濾紙上的幾種色素會混合起來不分散C[葉綠體中的各種色素能夠溶于有機溶劑，若在層析時，層析液沒及濾紙條上的濾液細(xì)線，色素就會溶解在層析液中，導(dǎo)致層析后得不到色素帶。]2．下圖為葉綠體結(jié)構(gòu)示意圖，下列敘述不正確的是(）A．1具有選擇透過性B．吸收光能的色素分布在2上C．與光合作用有關(guān)的酶只分布在3中D．葉綠體具有雙層膜C［葉綠體具有雙層膜即圖示1，屬于生物膜,具有選擇透過性；與光合作用有關(guān)的酶,在2類囊體薄膜上以及3葉綠體基質(zhì)中均有分布。］3．將豎直放置的水綿和某種好氧細(xì)菌的混合溶液放在暗處,白光透過三棱鏡照在混合液處，一段時間后，好氧細(xì)菌的分布情況最可能是(）A．隨機、均勻分布在混合液中B．集中分布在上下兩側(cè)C．集中分布在中央位置D．集中分布在溶液的下層B［白光透過三棱鏡后，紅光照射到水綿上側(cè)，藍紫光照射到水綿下側(cè)，由于色素主要吸收紅光和藍紫光，因此豎直放置的水綿在上側(cè)和下側(cè)光合作用較強,產(chǎn)生的氧氣較多，好氧細(xì)菌在這兩處集中分布.]4．秋冬季節(jié)，由于葉綠體中的某類色素易被破壞,使葉片呈現(xiàn)黃色,導(dǎo)致葉片吸收光的能力減弱,其中吸收明顯減少的是(）A．黃光、紅光 B．紅光、藍紫光C．藍紫光、綠光 D．綠光、黃光B[秋冬季節(jié)，葉綠素被破壞，葉綠素主要吸收紅光和藍紫光。]5．下圖為兩種光照下同