江蘇專版2023-2024學(xué)年新教材高中生物第5章細(xì)胞的能量供應(yīng)和利用第4節(jié)光合作用與能量轉(zhuǎn)化第1課時(shí)捕獲光能的色素和結(jié)構(gòu)課件新人教版必修1

第4節(jié)

光合作用與能量轉(zhuǎn)化第1課時(shí)

捕獲光能的色素和結(jié)構(gòu)1基礎(chǔ)落實(shí)·必備知識(shí)全過(guò)關(guān)2重難探究·能力素養(yǎng)全提升學(xué)習(xí)目標(biāo)1.

嘗試提取綠葉中的色素，闡明綠葉中色素的種類及功能,培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)合作能力及實(shí)驗(yàn)探究能力。2.

運(yùn)用結(jié)構(gòu)與功能觀,解釋葉綠體適于進(jìn)行光合作用的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。01基礎(chǔ)落實(shí)·必備知識(shí)全過(guò)關(guān)知識(shí)點(diǎn)一

綠葉中色素的提取和分離

1.

實(shí)驗(yàn)原理

（1）提取色素的原理:綠葉中的色素能夠溶解在有機(jī)溶劑__________中。

（2）分離色素的原理:不同色素在層析液中的________不同,溶解度____的隨層析液在濾紙上擴(kuò)散得快,反之則慢。無(wú)水乙醇溶解度高

2.

實(shí)驗(yàn)步驟

（1）提取綠葉中的色素

（2）分離綠葉中的色素

（3）實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析

3.

色素的吸收光譜知識(shí)點(diǎn)二

葉綠體的結(jié)構(gòu)適于進(jìn)行光合作用

1.

葉綠體的結(jié)構(gòu)

外膜內(nèi)膜

（5）與光合作用有關(guān)的酶分布在______________上和____________中。類囊體基粒類囊體葉綠體基質(zhì)類囊體的薄膜葉綠體基質(zhì)

2.

葉綠體的功能

（1）功能：葉綠體是綠色植物進(jìn)行__________的場(chǎng)所。

（2）葉綠體功能的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證

①實(shí)驗(yàn)者：德國(guó)科學(xué)家恩格爾曼。

②實(shí)驗(yàn)過(guò)程及現(xiàn)象光合作用

實(shí)驗(yàn)2：用透過(guò)三棱鏡的光照射水綿臨時(shí)裝片，發(fā)現(xiàn)大量的需氧細(xì)菌聚集在紅光和藍(lán)紫光區(qū)域。

③實(shí)驗(yàn)結(jié)論：直接證明葉綠體能吸收光能用于光合作用放氧。結(jié)合其他實(shí)驗(yàn)證據(jù)，科學(xué)家們得出葉綠體是光合作用的場(chǎng)所這一結(jié)論。旁欄邊角

想一想（1）

［教材P99探究·實(shí)踐］濾紙條上色素帶的分布情況說(shuō)明了什么？提示：濾紙條上的色素帶說(shuō)明了綠葉中的色素有4種，它們?cè)趯游鲆褐械娜芙舛炔煌?，隨層析液在濾紙條上擴(kuò)散的快慢也不同;同時(shí)由于4種色素的顏色不同，也說(shuō)明不同色素吸收了不同波長(zhǎng)的光。（2）

［教材P99旁欄思考］植物工廠里為什么不用發(fā)綠光的光源？提示：綠色光源發(fā)出綠色的光，這種波長(zhǎng)的光線被光合色素吸收的較少，利用率較低。（3）

［教材P101拓展應(yīng)用］海洋中的藻類，習(xí)慣上依其顏色分為綠藻、褐藻和紅藻，它們?cè)诤Ｋ械拇怪狈植即笾乱来问菧\、中、深。這種現(xiàn)象與光能的捕獲有關(guān)嗎?提示：有關(guān)。不同顏色的藻類吸收不同波長(zhǎng)的光，藻類本身的顏色是反射出來(lái)的光所形成的，即紅藻反射出紅光，綠藻反射出綠光，褐藻反射出黃光，水對(duì)紅橙光的吸收比對(duì)藍(lán)綠光的吸收要多，即到達(dá)深水層的光線是相對(duì)富含短波長(zhǎng)的光，因此，吸收紅光和藍(lán)紫光較多的綠藻分布于海水的淺層，吸收藍(lán)紫光和綠光較多的紅藻分布于海水中較深的地方。結(jié)論語(yǔ)句

辨一辨（1）

提取色素時(shí)加入碳酸鈣的目的是使其研磨更充分。(

)

×（2）

綠葉中含量越多的色素，其在濾紙條上擴(kuò)散得越快。(

)

×

×（4）

植物葉片之所以呈現(xiàn)綠色，是因?yàn)槿~片中的葉綠體吸收了綠光。(

)

×（5）

在真核細(xì)胞內(nèi)，能進(jìn)行光合作用的色素分布在葉綠體以及液泡中。(

)

×（6）

沒(méi)有葉綠體的生物無(wú)法進(jìn)行光合作用。(

)

×（7）

植物細(xì)胞都含有葉綠體。(

)

×02重難探究·能力素養(yǎng)全提升主題一

綠葉中色素的提取和分離情境探究

下面是綠葉中色素的提取和分離過(guò)程圖解。

無(wú)水乙醇溶解色素（2）

為什么研磨時(shí)要迅速？實(shí)驗(yàn)中兩次用棉塞的目的分別是什么？提示：因?yàn)闊o(wú)水乙醇易揮發(fā)。第一次是防止無(wú)水乙醇揮發(fā),第二次是防止層析液揮發(fā)。

提示：剪去兩角的作用是控制色素的擴(kuò)散速度,防止層析液在濾紙條的邊緣處擴(kuò)散過(guò)快,導(dǎo)致色素帶不整齊。畫濾液細(xì)線的要求是細(xì)、齊、直,待濾液干后，還要重復(fù)畫一到兩次。（4）

色素分離時(shí),關(guān)鍵應(yīng)注意層析液不要沒(méi)及濾液細(xì)線,為什么?提示：濾液細(xì)線上的色素會(huì)被層析液溶解,不能分離。（5）

分離葉綠體中的色素，也可用如圖所示的方法：即在圓心處滴加適量濾液，待干燥后再滴加適量層析液進(jìn)行層析，結(jié)果會(huì)出現(xiàn)不同顏色的4個(gè)同心圓，請(qǐng)寫出①～④依次對(duì)應(yīng)的色素及顏色。

方法突破

實(shí)驗(yàn)中材料試劑及操作目的過(guò)程操作內(nèi)容操作目的提取色素材料葉片要新鮮、深綠使濾液中色素含量高試劑二氧化硅利于綠葉的充分研磨碳酸鈣防止研磨過(guò)程中色素被破壞無(wú)水乙醇溶解色素關(guān)鍵步驟研磨要迅速、充分提取較多色素、防止溶劑揮發(fā)盛濾液的試管口加棉塞防止溶劑揮發(fā)用單層尼龍布過(guò)濾而不用濾紙防止色素吸附在濾紙上分離色素試劑層析液分離色素過(guò)程操作內(nèi)容操作目的分離色素關(guān)鍵步驟濾紙條的一端剪去兩角防止層析液在濾紙條的邊緣處擴(kuò)散過(guò)快濾液細(xì)線重復(fù)畫一到兩次，且要求細(xì)、直、齊使分離的色素帶清晰濾液細(xì)線不能觸及層析液防止色素溶解到層析液中續(xù)表視角應(yīng)用視角1

實(shí)驗(yàn)原理、過(guò)程和結(jié)果分析1.

下列關(guān)于綠葉中色素的提取和分離實(shí)驗(yàn)的操作，正確的是(

)

B

2.

在利用菠菜葉提取葉綠體中的色素實(shí)驗(yàn)中，可能會(huì)出現(xiàn)收集到的濾液綠色過(guò)淺的現(xiàn)象。下列有關(guān)敘述錯(cuò)誤的是(

)

CA.根據(jù)相似相溶的原理，可以利用有機(jī)溶劑無(wú)水乙醇來(lái)提取綠葉中的色素B.研磨菠菜葉是因?yàn)樯卮嬖谟诩?xì)胞內(nèi)，需先破碎細(xì)胞才能釋放出色素C.出現(xiàn)題述現(xiàn)象的原因可能是研磨前未加碳酸鈣或分次加入少量無(wú)水乙醇D.若葉綠體色素的濾液細(xì)線觸及層析液，則會(huì)導(dǎo)致濾紙條上不出現(xiàn)色素帶[解析]

光合色素易溶于無(wú)水乙醇等有機(jī)溶劑中，可以用無(wú)水乙醇提取綠葉中的光合色素，A項(xiàng)正確；破碎細(xì)胞可以使得色素釋放，B項(xiàng)正確；收集到的濾液綠色過(guò)淺的現(xiàn)象可能是研磨前未加碳酸鈣，但是分次加入少量無(wú)水乙醇不會(huì)使得濾液綠色變淺，C項(xiàng)錯(cuò)誤；如果濾液細(xì)線觸及層析液，上面的色素就會(huì)溶解在層析液中，這樣色素就不能分離出來(lái)，D項(xiàng)正確?！绢}后歸納】

收集到的濾液中綠色過(guò)淺的原因

①未加二氧化硅或研磨不充分，色素未充分提取出來(lái)。

②使用放置數(shù)天的綠葉或綠葉用量少，濾液中的色素（葉綠素）含量太少。

③一次加入大量的無(wú)水乙醇，導(dǎo)致提取液濃度太低。

④未加碳酸鈣或加入過(guò)少，色素分子被破壞。視角2

實(shí)驗(yàn)的拓展和變式3.

科研人員發(fā)現(xiàn)了一種色素缺失的豌豆變異植株，提取其色素并進(jìn)行了紙層析分離，結(jié)果如下圖所示（圖中數(shù)字代表正常植株的色素帶位置）。以下關(guān)于該變異植株的敘述正確的是(

)

D

BA.&1&

B.&2&

C.&3&

D.&4&

主題二

葉綠體的結(jié)構(gòu)適于進(jìn)行光合作用情境探究1.

下圖為葉綠體的結(jié)構(gòu)模式圖，請(qǐng)分析回答下列問(wèn)題。（1）

圖中的①②③所代表的結(jié)構(gòu)分別是什么?提示：①②③所代表的結(jié)構(gòu)分別是葉綠體的內(nèi)外膜、葉綠體基質(zhì)、基粒。（2）

捕獲光能的色素分布在圖中的哪個(gè)結(jié)構(gòu)上?該結(jié)構(gòu)是如何構(gòu)成的?提示：色素分布在圖中的基粒上;一個(gè)基粒由多個(gè)類囊體堆疊而成。2.

下圖是恩格爾曼探究葉綠體功能的實(shí)驗(yàn)示意圖，據(jù)圖回答下列問(wèn)題。（1）

甲是在黑暗環(huán)境中用極細(xì)的光束照射葉綠體，需氧細(xì)菌的分布是怎樣的？說(shuō)明什么？提示：需氧細(xì)菌只向葉綠體被光束照射到的部位集中。說(shuō)明氧氣是由葉綠體在光照條件下釋放出來(lái)的。（2）

乙是完全暴露在光照下，需氧細(xì)菌分布于葉綠體所有的受光部位，這組實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)目的是什么？提示：和甲組進(jìn)行對(duì)照，明確實(shí)驗(yàn)結(jié)果完全是由光照引起的。（3）

兩組實(shí)驗(yàn)都要求在隔絕空氣的條件下進(jìn)行，為什么？提示：排除空氣中的氧氣對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的干擾。方法突破

恩格爾曼的實(shí)驗(yàn)之妙

（1）實(shí)驗(yàn)材料選得妙：實(shí)驗(yàn)材料選擇水綿和需氧細(xì)菌。水綿的葉綠體呈螺旋帶狀分布，便于觀察；用需氧細(xì)菌可確定釋放氧氣多的部位。

（2）排除干擾的方法妙：沒(méi)有空氣的黑暗環(huán)境，排除了氧氣和光的干擾。

（3）實(shí)驗(yàn)對(duì)照設(shè)計(jì)得妙：用極細(xì)的光束點(diǎn)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(duì)照實(shí)驗(yàn)。

（4）臨時(shí)裝片設(shè)計(jì)得妙：進(jìn)行局部光照和曝光實(shí)驗(yàn)，進(jìn)一步驗(yàn)證了實(shí)驗(yàn)結(jié)果完全是由光照引起的。視角應(yīng)用視角1

葉綠體的結(jié)構(gòu)和功能1.

圖甲是葉綠體結(jié)構(gòu)模式圖，圖乙是從圖甲中取出的部分結(jié)構(gòu)放大圖。下列相關(guān)敘述正確的是(