高三一輪復習生物3.5捕獲光能的色素和結構課件

第三單元細胞的能量供應和利用第5課時捕獲光能的色素和結構課標要求1.通過設計和實施綠葉中色素提取和分離實驗，了解色素提取和分離的原理，說明綠葉中色素的有四種。

2.通過對恩格爾曼光合作用實驗的分析討論，了解葉綠體吸收光能進行光合作用的證據(jù)，理解恩格爾曼實驗設計的巧妙之處。

3.通過分析葉綠體亞顯微結構圖解，說明葉綠體中存在光合作用色素和光合作用的酶，說明色素存在于類囊體薄膜上。知識點01綠葉中色素的提取和分離

知識梳理1.實驗原理：綠葉中的色素能夠溶解在有機溶劑無水乙醇中，可以用無水乙醇提取綠葉中的色素。不同的色素溶解度不同。溶解度高的隨層析液在濾紙上擴散得快，反之則慢。這樣，綠葉中的色素就會隨著層析液在濾紙上的擴散而分開。2.提取綠葉中的色素：稱取5g綠葉，剪去主葉脈，剪碎,放入研缽中→向研缽中放入少許二氧化硅和碳酸鈣，再加入5～10mL無水乙醇，迅速、充分地進行研磨→將研磨液迅速倒入玻璃漏斗進行過濾。3.分離綠葉中的色素：制備濾紙條→畫濾液細線→分離綠葉中的色素→觀察記錄分離結果。（4）結果分析①色素在層析液中溶解度的高低為：胡蘿卜素>葉黃素>葉綠素a>葉綠素b。②各種色素的含量一般情況下為：葉綠素a>葉綠素b>葉黃素>胡蘿卜素。知識點01綠葉中色素的提取和分離

B【典例1】A.可以用層析液提取綠葉中的光合色素B.由外向內的第三圈呈藍綠色，主要吸收藍紫光和紅光C.如實驗中未加CaCO3，會導致由外向內的第一、二圈顏色較淺D.由外向內第一、二圈中的色素主要吸收紅光和藍紫光知識點01綠葉中色素的提取和分離

某科研人員為了研究石油醚、苯、丙酮在分離色素中的各自功能,分別用標準層析液（石油醚∶丙酮∶苯=20∶2∶1）、石油醚、苯、丙酮等4種液體來分離菠菜葉中的葉綠體色素。分離時間為140秒,實驗結果如圖所示。下列分析有誤的是（）A.標準層析液組為對照組,其他三組為實驗組B.層析液中石油醚的功能是分離菠菜葉中的胡蘿卜素C.層析液中丙酮的功能是分離菠菜葉中的葉黃素D.層析液中苯的功能是分離菠菜葉中的葉綠素a和葉綠素bC【解析】與對照組相比,使用丙酮的實驗組四種色素在層析液中幾乎沒有分離開來,說明丙酮可以溶解色素,但是不能分離色素?！咀兪?】知識點01綠葉中色素的提取和分離

題后總結過程注意事項目

的提取色素選新鮮綠色的葉片使濾液中色素含量高研磨時加無水乙醇溶解色素加少量SiO2和CaCO3使研磨充分和保護色素迅速、充分研磨防止乙醇揮發(fā)，充分溶解色素盛放濾液的試管口加棉塞防止乙醇揮發(fā)和色素氧化分離色素濾紙預先干燥處理使層析液在濾紙上快速擴散濾紙條一端剪去兩角防止層析液在濾紙條邊緣擴散過快，使形成的色素帶不整齊濾液細線要直、細、勻使分離出的色素帶平整不重疊濾液細線干燥后再畫一兩次增加色素的量，使分離出的色素帶清晰濾液細線不觸及層析液防止色素直接溶解到層析液中色素提取和分離實驗注意事項知識點01綠葉中色素的提取和分離

課堂檢測1(不定項)(2021·江蘇連云港期中，7)霜葉紅于二月花，植物葉子呈現(xiàn)的顏色是各種色素的綜合表現(xiàn)，色素主要存在于液泡和葉綠體中，葉綠體中的色素主要包含兩大類，葉綠素和類胡蘿卜素。下列對高等植物的正常葉子中色素的相關敘述，正確的是(

)A.紙層析法分離葉綠體中色素，最寬和最窄的色素帶分別是藍綠色、橙黃色B.提取葉綠體中色素可用丙酮作為提取液，用水當層析液可分離液泡中色素C.葉綠素對可見光的吸收有一個高峰，類胡蘿卜素有兩個高峰D.葉綠體中四種色素都含有N、Mg元素，作用是吸收、傳遞、轉化光能AB5、綠葉中色素的吸收光譜及功能（1）吸收光譜①一般情況下，光合作用所利用的光都是可見光。②葉綠素a和葉綠素b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。它們對其他波段的光并非不吸收，只是吸收量較少。③葉綠素a與葉綠素b的吸收光譜很相似，但也略有不同知識點01綠葉中色素的提取和分離

5、綠葉中色素的吸收光譜及功能（1）功能：捕獲光能，即吸收、傳遞、轉化光能

四種色素葉綠素a知識點01綠葉中色素的提取和分離

5、綠葉中色素的吸收光譜及功能根據(jù)色素對不同波長的光的吸收的特點，溫室或大棚種植蔬菜時，應選擇什么顏色的玻璃、塑料薄膜或補充光源？（p97、99）應該選無色透明的玻璃、塑料薄膜，目的為了讓各種波長的太陽光都穿過塑料薄膜，即讓植物吸收更多的光能；在大棚內補充光源時，照明燈在功率相同的情況下，最好選藍紫光和紅光；知識點01綠葉中色素的提取和分離

5、綠葉中色素的吸收光譜及功能海洋中的藻類分為綠藻、褐藻、紅藻，在海水中的垂直分布依次是淺、中、深。這種現(xiàn)象是如何造成的？(教材101)

水對紅、橙光的吸收比對藍、綠光的吸收要多,即到達深水層的光線是短波長的光。

不同顏色的藻類處于不同的水層，適應了其相應的環(huán)境，吸收不同波長的光。藻類本身的顏色是反射出來的光。吸收紅光和藍紫光較多的綠藻分布于海水的淺層，反射出了紅光,吸收藍紫光較多的紅藻分布于海?深的地方，反射出了紅光,褐藻反射出黃色的光。知識點01綠葉中色素的提取和分離

5、影響葉綠素合成的因素(1)光照

光照是影響葉綠素合成的主要因素，植物在黑暗中一般不能合成葉綠素，因而葉片發(fā)黃。(2)溫度

溫度可影響與葉綠素合成有關的酶的活性，進而影響葉綠素的合成；另外，低溫時葉綠素分子易被破壞，因而秋天葉片變黃。(3)礦質元素

葉綠素中含N、Mg等礦質元素，若缺乏將導致葉綠素無法合成，老葉先變黃；Fe是葉綠素合成過程中某些酶的輔助成分，缺Fe也會導致葉綠素合成受阻，幼葉先變黃。知識點01綠葉中色素的提取和分離

知識點02恩格爾曼光合作用實驗

知識梳理1.德國科學家恩格爾曼把載有水綿和需氧細菌的臨時裝片放在沒有空氣的小室內，在黑暗中用極細的光束照射水綿，發(fā)現(xiàn)細菌只向葉綠體被光束照射到的部位集中；如果把裝置放在光下，細菌則分布在葉綠體所有受光的部位。直接證明了葉綠體能吸收光能用于光合作用放氧。結合其他的實驗證據(jù)，科學家們得出葉綠體是光合作用的場所這一結論。2.恩格爾曼用透過三棱鏡的光照射水綿臨時裝片，發(fā)現(xiàn)大量的需氧細菌聚集在紅光和藍紫光區(qū)域。這說明葉綠體主要利用紅光和藍紫光。知識點02恩格爾曼光合作用實驗

【典例2】

為證實葉綠體有放氧功能，可利用含有水綿與好氧細菌的臨時裝片進行實驗，裝片需要給與一定的條件，這些條件是（

）A.光照、有空氣、臨時裝片中無NaHCO3稀溶液B.黑暗、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.光照、無空氣、臨時裝片中有NaHCO3稀溶液D

【解析】若要證明葉綠體進行光合作用有釋放氧氣的功能，則需要在有光照的條件、沒有空氣（排除空氣中氧氣的干擾）、有NaHCO3稀溶液（提供二氧化碳），故D正確。知識點02恩格爾曼光合作用實驗

在光合作用的發(fā)現(xiàn)過程和研究過程中有許多著名的實驗，其中美國科學家恩格爾曼用水綿進行光合作用的實驗就是其中之一。請根據(jù)該實驗回答問題：（1）恩格爾曼選擇水綿為實驗材料，該材料的優(yōu)點是______________________。（2）將水綿和好氧性細菌制作成臨時裝片，為排除外界干擾，必須放在_______

環(huán)境中。（3）用極細的光束照射到水綿的某部位，通過顯微鏡觀察到的現(xiàn)象是：_____________

。（4）如果臨時裝片完全暴露在光下，好氧細菌的分布特點是：________________

。（5）該實驗證明了：__________________________________________。帶狀葉綠體，大而明顯，可指示氧氣釋放的部位沒有空氣的黑暗好氧細菌積聚在葉綠體被光束照射的部位分布在葉綠體所有受光部位的周圍氧氣是由葉綠體釋放出來的，葉綠體是綠色植物進行光合作用的場所【變式2】知識點02恩格爾曼光合作用實驗

課堂檢測2

1880年，美國科學家恩格爾曼用水綿進行了光合作用的實驗：把載有水綿和好氧細菌臨時裝片放在沒有空氣的黑暗環(huán)境里，然后用極細的光束照射水綿，通過顯微鏡觀察發(fā)現(xiàn)，好氧細菌向葉綠體被光束照射到的部位集中；如果上述臨時裝片完全暴露在光下，好氧細菌則分布在葉綠體所有受光部位的周圍。如圖（一）所示：（1）恩格爾曼的實驗所用材料中，水綿葉綠體中含有的4種色素分別為：______，好氧細菌與酵母菌相比，在結構上主要的區(qū)別為______

，本實驗得出的結論有：______

。（至少答兩點）

（2）科學家恩格爾曼后來又做了一個實驗：他用透過三棱鏡的光照射水綿臨時裝片，驚奇地發(fā)現(xiàn)好氧細菌大量聚集在如圖（二）所示區(qū)域．本實驗的自變量為：______

，本實驗得出的結論是：______。

葉綠體進行光合作用主要吸收紅光和藍紫光葉綠素a、葉綠素b、胡蘿卜素、葉黃素

沒有由核膜包圍而形成的細胞核

氧是由葉綠體釋放出來的、葉綠體是綠色植物進行光合作用的場所、光合作用需要光等

不同波長的光

下圖表示葉綠體中色素的吸收光譜（顏色深、淺分別表示吸收量多、少）。甲、乙兩圖分別是（）A．胡蘿卜素、葉綠素的吸收光譜B．葉綠素、胡蘿卜素的吸收光譜C．葉黃素、葉綠素的吸收光譜D．葉黃素、胡蘿卜素的吸收光譜B【解析】葉綠素主要吸收紅光和藍紫光，在光譜上有兩個吸收區(qū)域；胡蘿卜素主要吸收藍紫光，在光譜上有一個吸收區(qū)域，據(jù)此可作出正確判斷。知識點02恩格爾曼光合作用實驗

【變式3】知識點03

葉綠體的結構適于進行光合作用

知識梳理知識點03

葉綠體的結構適于進行光合作用

【典例3】（不定項）如圖為葉綠體結構示意圖，下列有關葉綠體結構與功能的敘述正確的是(

)A．①和②具有選擇透過性功能B．③上既有光合色素又有與光合作用有關的酶C．③和④中都有與光合作用有關的酶D．有葉綠體的細胞才能進行光合作用ABC【解析】①②表示葉綠體的雙層膜，它們具有選擇透過性功能。③為葉綠體的基粒，其上含有進行光合作用的色素和酶。④基質也是進行光合作用的場所，也具有與光合作用有關的酶。色素和酶是進行光合作用的必要條件，具有上述條件而不具有葉綠體的藍藻等也能進行光合作用，故D錯誤。知識點03

葉綠體的結構適于進行光合作用

(2016·全國卷Ⅱ)關于高等植物葉綠體中色素的敘述，錯誤的是(