高中生物第 1課時 捕獲光能的色素和結(jié)構(gòu)

第1課時捕獲光能的色素和結(jié)構(gòu)

課前自主預(yù)習(xí)案

，州卅州"卅/”出川卅卅卅州"HW"皿川卅卅附即川卅勿卅,|=|H?同團?周團WW卅勿卅/WW卅卅W"W"W"W""W"N"川川勿附"

一、綠葉中色素的提取和分離

1.提取綠葉中的色素

(1)原理：綠葉中的色素能夠溶解在有機溶劑無水乙醇中。

(2)實驗用品及作用［連線］

實驗用品||作用

①無水乙醇、a.過濾

②SiO?溶解色素、提取色素

③CaCO,二有助于研磨充分

④單層尼龍獷防止研磨中色素被破壞

⑶實驗步驟：

|取材|—i稱取5g綠色葉片

，剪碎葉片，加少許SiO?和CaCOj,再加入10mL無水

1gpl「乙醇,迅速研磨

工,「加口丁前藪二或旗后亮相：花貓病近而畫無礪的

畢二漏斗中進行過漉

I二二二二二二二二二二二二二二二二二二二

I收集I—:用小試管收集色素濁液,及時將試管口用根塞塞嚴(yán)

2.分離綠葉中的色素

(1)原理：不同色素在層析液中的碘度不同，渣解度高的隨層析液在濾紙上擴散得快,

反之則慢。

⑵實驗步驟:

(剪濾紙條：將濾紙剪成長與寬略小于試管長與直徑的

制備口濾紙條,并在一端剪去兩角

濾紙條I］(

I鉛筆皿線：在距去角一端1cm處用鉛筆畫一條細(xì)的橫線

［吸取濾液：用毛細(xì)吸管吸取少量濾液

，八面線：沿鉛筆線均勻地畫出一條細(xì)線

細(xì)線|(

I重復(fù)畫線：待濾液干后,重復(fù)阿細(xì)線1?2次

將適晶層析液倒入試管中.將濾紙條(有濾液細(xì)線的

分離綠葉

一端朝下)輕輕插入層析液中(注意：不能讓濾紙條上

中的色素

的濾液細(xì)線觸及層析液),隨后用棉塞塞緊試管口

濾紙條上色素帶有四條.如圖所示：

1mlm一胡蘿卜素：橙黃色

觀察結(jié)果4皿皿一葉黃素：黃色

［［［一葉綠素a：藍(lán)綠色

皿皿I一葉綠素b：黃綠色

二、色素的種類及葉綠體的結(jié)構(gòu)和功能

1.色素的種類、含量、顏色及吸收光譜［填表］

葉綠素(占經(jīng))類胡蘿卜素(占之⑷

種類

葉綠素a葉綠素b胡蘿卜素葉黃素

顏色藍(lán)綠色黃綠色橙黃色黃色

吸收光譜主要吸收紅光和藍(lán)紫光主要吸收藍(lán)紫光

2.葉綠體的結(jié)構(gòu)和功能

(1)分布：主要分布在植物的葉肉細(xì)胞內(nèi)。

(2)形態(tài)：扁平的橢球形或球形。

(3)結(jié)構(gòu)：

(4)功能：綠色植物進行嶼但JI的場所。

伽"川川川"川川川I川川川川川"川川川川串川川川加川川川.E3E3,國EH,^1151'川川川"川川伽川州川川川川川川川加川川川川川川川，

i.判斷下列有關(guān)葉綠體敘述的正誤

(D葉綠體的基粒上含有與光合作用有關(guān)的色素()

(2)葉綠素a和葉綠素b只吸收紅光和藍(lán)紫光()

(3)葉綠素主要吸收藍(lán)紫光和紅光()

(4)沒有葉綠體的生物無法進行光合作用()

(5)葉綠體中進行光合作用所需的酶分布于內(nèi)膜、基質(zhì)和類囊體()

(6)葉綠體是唯一具有雙層膜的細(xì)胞器()

(7)進行光合作用的細(xì)胞一定含有葉綠體()

(8)植物呈綠色的主要原因是葉綠素能有效地吸收綠光()

答案：⑴V(2)X(3)V(4)X(5)X(6)X(7)X(8)X

2.判斷下列有關(guān)實驗敘述的正誤

(1)在綠葉中色素的提取實驗中加入二氧化硅可以防止破壞葉綠素()

(2)過濾研磨液時漏斗基部放一塊剪好的濾紙進行過濾，將濾液收集到試管中()

(3)葉綠體中的色素既能溶于有機溶劑又能溶解于水中()

(4)可選用綠色植物任何部位的葉片進行色素的提取與分離()

(5)向研缽中加入少量的CaCO：,和少量的SiOz作用是相同的()

(6)過濾色素溶液時，漏斗基部應(yīng)放置多層濾紙()

(7)層析得到的濾紙條上各種色素帶的寬度可說明不同色素含量的多少()

(8)利用無水乙醇可分離葉綠體中4種色素()

(9)對色素提取液進行層析時，要注意濾液細(xì)線不能沒入層析液中()

答案：⑴X(2)X(3)X(4)X(5)X(6)X(7)V(8)X(9)V

課堂互動探究案

【課程標(biāo)準(zhǔn)】

說明植物細(xì)胞的葉綠體從太陽光中捕獲能量，這些能量在二氧化碳和水轉(zhuǎn)變?yōu)樘桥c氧氣

的過程中，轉(zhuǎn)化并儲存為糖分子中的化學(xué)能

提取和分離葉綠體色素

【素養(yǎng)達(dá)成】

1.通過動手實驗，理解綠葉中色素提取的原理，掌握色素的種類和作用。(科學(xué)探究)

2.結(jié)合教材3。。圖5—13,概述葉綠體的結(jié)構(gòu)和功能。(科學(xué)思維)

/------------------------------------@^00----------------------------------

玉米中有時會出現(xiàn)白化苗，右圖中是白化苗和正常玉米苗的比較，白化苗由于不能進行

光合作用，待種子中的營養(yǎng)成分消耗完后就會死亡，這說明光合作用離不開色素的作用。那

么，綠葉中與光合作用有關(guān)的色素和結(jié)構(gòu)有哪些呢？它們有什么特點和功能呢？

明拼川川川“川”川伽川州加勿川加川川加川州州“川川勿川,IS因,?日'川川川"川川加川川加川川“川川勿州川川川川加川川，

探究點一實驗：綠葉中色素的提取和分離

【師問導(dǎo)學(xué)】

下圖是提取和分離綠葉中色素的實驗步驟，請分析:

-軟木塞

一干燥的-濁紙條

-大試管

/鉛筆線-灌液細(xì)線

匯剪兩角一層析液

3鐵架臺

制備灌紙條

畫源液細(xì)線色素的分離

1.提取色素時，加入剪碎的葉片后還需要加入三種物質(zhì)，若A是二氧化硅，B、C分別是

什么？A、B、C各起什么作用？

答案：A是二氧化硅，作用是使研磨更充分；B是碳酸鈣，作用是防止研磨中色素被破壞;

C是無水乙醇，作用是溶解色素。

2.某實驗小組得到的色素提取液顏色過淺，可能的原因有哪些？

答案：研磨不充分，色素未能充分提取出來；稱取綠葉過少或加入無水乙醇過多，色素

溶液濃度小；未加碳酸鈣或加入過少，色素分子部分被破壞。

3.制備濾紙條時，剪去兩角的作用是什么？畫濾液細(xì)線有什么要求？

答案：防止色素帶不整齊。畫濾液細(xì)線的要求是細(xì)、齊、直，還要重復(fù)畫幾次。

4.色素分離時，關(guān)鍵應(yīng)注意層析液不要沒及濾液細(xì)線，為什么？

答案：否則濾液細(xì)線會被層析液溶解，不能分離。

5.如圖是分離到的色素在濾紙條上的分布情況，那么：

皿皿一胡蘿卜索：橙黃色

皿皿一葉黃素：黃色

IU-葉綠素a：藍(lán)綠色

皿皿一葉綠素b：黃綠色

(1)含量最多和最少的色素分別是哪兩種？

(2)在層析液中溶解度最高和最低的色素分別是哪兩種？

(3)分子結(jié)構(gòu)最相似的是哪兩種色素？

答案：

⑴葉綠素a和胡蘿卜素。

⑵胡蘿卜素和葉綠素b。

⑶葉綠素a和葉綠素b。

6.色素的提取非常成功，但層析后濾紙條上色素帶非常模糊，其原因可能有哪些？

答案：①畫濾液細(xì)線次數(shù)太少。②濾液細(xì)線觸及層析液，且時間較長，色素溶解到層析

液中。

7.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)沒有加無水乙醇，而是加了

水，請分析他們可能出現(xiàn)的實驗結(jié)果。

答案：甲同學(xué)的結(jié)果是濾紙條上的色素濃度很低，顏色很淺；乙同學(xué)的結(jié)果是濾紙上沒

有出現(xiàn)色素帶。

【智涂筆記】

綠葉中色素提取分離異?，F(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)濾紙條色素帶重疊的原因分析：

①濾液細(xì)線不直，重復(fù)畫線時細(xì)胞不重疊。

②濾液細(xì)線過粗。

(3)濾紙條看不見色素帶的原因分析：

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。

【師說核心】

1.實驗結(jié)果一一有關(guān)色素帶的分析

色素種類色素顏色色素含匾溶解度擴散速度

上

胡蘿卜素橙黃色最少最高最快

葉黃素黃色較少較高較快

葉綠素a藍(lán)綠色最多較低較慢

下

iq葉綠素b黃綠色較多最低最慢

(1)從色素帶的位置可知，各種色素在層析液中溶解度的高低依次為：胡蘿卜素〉葉黃素

＞葉綠素a＞葉綠素b。(記憶口訣：胡、黃、a、b)

(2)從色素帶的寬度可知，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。

2.注意事項及原因分析

過程注意事項原因分析

選新鮮綠色的葉片使濾液中色素含量高

提

研磨時加無水乙醇溶解色素

取

加少量Si。?和CaC（）3研磨充分和保護色素

色

迅速、充分研磨減少乙醇揮發(fā)，充分溶解色素

素

盛放濾液的試管口加棉塞減少乙醇揮發(fā)和色素氧化

濾紙預(yù)先干燥處理使層析液在濾紙上快速擴散

使分離出的色素

分濾液細(xì)線要直、細(xì)、勻

帶平整不重疊

離

濾液細(xì)線干燥使分離出的色

色

后再畫一兩次素帶清晰分明

素

防止色素直接溶

濾液細(xì)線不觸及層析液

解到層析液中

【檢測反饋】

1.（合格必考）在做''綠葉中色素的提取和分離”實驗時，研磨綠葉不需要加入（）

A.乙醇B.層析液C.二氧化硅D.碳酸鈣

解析：在“綠葉中色素的提取和分離”實驗中，研磨綠葉之前，需要加入少量的二氧化

硅、碳酸鈣及10mL無水乙醇，層析液是在分離色素時加入到燒杯中的試劑。

答案：B

2.（合格必考）下列關(guān)于葉綠體中色素的提取和分離實驗的操作，正確的是（）

A.使用定性濾紙過濾研磨液

B.將干燥處理過的定性濾紙條用于層析

C.在畫出一條濾液細(xì)線后緊接著重復(fù)畫線2?3次

D.研磨葉片時，用體積分?jǐn)?shù)為70%的乙醇溶解色素

解析：在提取綠葉中色素時，漏斗基部放單層尼龍布進行過濾，A項錯誤；紙層析法分離

濾液中色素時，需用干燥的定性濾紙，B項正確；畫出一條濾液細(xì)線后需等濾液干后再重復(fù)畫

線2?3次，C項錯誤；研磨葉片時應(yīng)用無水乙醇溶解色素，D項錯誤。

答案：B

3.（合格必考）提取光合色素，進行紙層析分離，對該實驗中各種現(xiàn)象的解釋，正確的是

（）

A.未見色素帶，說明材料可能為黃化葉片

B.色素始終在濾紙上，是因為色素不溶于層析液

C.提取液呈綠色是由于含有葉綠素a和葉綠素b

D.胡蘿卜素處于濾紙最前方，是因為其在提取液中的溶解度最高

解析：黃化葉片含有類胡蘿卜素，濾紙上應(yīng)有兩條色素帶，A項錯誤；葉綠體中的色素都

能溶解在有機溶劑層析液中，B項錯誤；由于葉綠素含量比類胡蘿卜素多且葉綠素呈現(xiàn)綠色，

所以提取液呈現(xiàn)綠色，C項正確；溶解度高的色素隨層析液在濾紙上擴散得快，胡蘿卜素在層

析液中的溶解度最高，所以擴散得最快。但不是提取液，D項錯誤。

答案：C

4.（合格必考）用菠菜葉進行“綠葉中色素的提取和分離”的實驗，濾液經(jīng)層析后，色素

帶在濾紙條上的分布順序是（）

胡蘿卜素胡蘿卜素葉綠素a

葉黃素-葉黃素葉綠素b

葉綠我葉綠素a胡蘿卜素

葉綠素b葉綠素b葉黃素

ABCD

解析：由于四種色素在層析液中溶解度的不同，造成其擴散速度不同。溶解度最大的是

胡蘿卜素，它擴散的距離最遠(yuǎn)，其次是葉黃素，而葉綠素的溶解度小，所以葉綠素a和葉綠

素b分別擴散在第三和第四條色素帶上。

答案：A

5.（等級選考）葉綠體色素的紙層析結(jié)果顯示，葉綠素b位于層析濾紙的最下端，原因是

（）

A.相對分子質(zhì)量最小

B.相對分子質(zhì)量最大

C.在層析液中的溶解度最小

D.在層析液中的溶解度最大

解析：色素分離的原理是根據(jù)不同色素在層析液中溶解度不同，溶解度大的隨層析液擴

散得快，溶解度小的隨層析液擴散得慢，層析時隨層析液在濾紙上的擴散而分離開。

答案：C

6.（等級選考）某班學(xué)生完成對新鮮菠菜葉進行綠葉中色素的提取和分離實驗時，由于各

組操作不同，出現(xiàn)了以下四種不同的層析結(jié)果。下列分析最不合理的是（）

處

甲"點樣

1

距離

樣處

丙°點

液

和層析

提取液

儲水作

誤用蒸

甲可能

A.

Oz

入Si

未加

磨時

為研

是因

可能

B.乙

想結(jié)果

到的理

操作得

是正確

C.丙

Ctt；

入Ca

未加

磨時

為研

是因

可能

D.丁

量較

色素的

乙圖中

液；

層析

液和

提取

水作

蒸儲

誤用

能是

因可

的原

色素

沒有

圖中

：甲

解析

卜素

類胡蘿

含量比

葉綠素

丁圖中

丙、

分；

不充

研磨

導(dǎo)致

Oz而

入Si

未加

磨時

為研

是因

可能

少，

的為胡

最低

素a,

葉綠

應(yīng)為

高的

量最

。含

破壞

素被

致色

而導(dǎo)

CaC03

加入

是未

可能

原因

低，

含量

。

結(jié)果

理想

不是

丙圖

所以

素，

蘿卜

：C

答案

能

和功

結(jié)構(gòu)

體的

葉綠