4%26%2346%3B2光合色素与光能的捕获导学案

1、江苏省赣榆县海头中学 2009-2010 学年度高一生物导学案 第 1 页 共 5 页 4.2 光合色素与光能的捕获光合色素与光能的捕获 撰写人：万垒源撰写人：万垒源 审定人：卢华香审定人：卢华香 编号编号:14 2009-11-10 一、学习目标 1：说出绿叶中色素的种类和作用，说出叶绿体的结构和功能。 2：在学习中，通过跟随科学家的脚步积极思考，学会做实验要设计对照组； 考虑实验的各个方面，从而得出结论；通过教师引导设计实验。 3：要学习科学家探索未知的精神，对科学饱有好奇心和求知欲，不怕失败，更要从失败中总结经验，鼓 励同学在学习上也要积极进取。 二、学习重点、难点 绿叶中色素的种类和作

2、用 问题导思问题导思 1为什么春夏两季植物的叶子翠绿醉人，而深秋树叶则金黄斑斓呢？ 叶绿体中的色素分为两大类：叶绿素和类胡萝卜素。叶绿素又分为两类：叶绿素 a，呈蓝绿色；叶绿 素 b，呈黄绿色。类胡萝卜素也分为两类：胡萝卜素，呈橙黄色；叶黄素，呈黄色。由于叶绿素含量约占 总量的四分之三，而类胡萝卜素仅占四分之一，所以通常植物的叶子总是翠绿醉人的。这是由于叶绿素 掩盖了类胡萝卜素颜色的缘故。但是，叶绿素很容易被破坏。秋天叶绿素会因为“忍受”不了气温下降 等因素的影响而分解消失；胡萝卜素和叶黄素则比较稳定，终于在没有叶绿素干扰时“重见天日” 。 2请在完成“绿叶中色素的提取和分离”实验过程中思考以

3、下问题： （1）想一想，下列试剂的作用是什么？ 无水乙醇提取色素 二氧化硅研磨得充分 层析液分离色素 碳酸钙防止叶绿素被破坏 （2）过滤研磨液时，能否用滤纸过滤？为什么？ 不能。因为滤纸会将部分滤液吸收掉，得不到足够的滤液。 （3）收集到试管中的滤液，为什么要用棉塞将试管口塞严？ 防止溶解色素的无水乙醇挥发。 （4）为什么要将定性滤纸减去两角？ 剪去两角，目的是防止两边色素在滤纸条上扩散过快，不均匀，便于观察实验结果。 （5）分离绿叶中的色素时，为什么不能让滤液细线触及层析液？ 因为色素会溶解于层析液中，而不会沿层析液向上扩散、分离，这会使实验效果极差，甚至不发生 分离，导致实验无效，影响实验

4、效果。 3滤纸条上的滤液细线经层析后，形成四条色素带，在滤纸条上的相对位置如下图所示：产生这种 现象的原因是什么？ 四种色素在层析液中的溶解度不同，溶解度高的色素随层析液 在滤纸上扩散快，反之则慢。四种色素带的宽窄不同，是因为色素 含量不同的缘故。 江苏省赣榆县海头中学 2009-2010 学年度高一生物导学案 第 2 页 共 5 页 4为什么说叶绿体的结构是与它进行光合作用这一功能相适应？ （1）叶绿体具有双层膜，可以控制物质进出。 （2）叶绿体基质中分布有几个到几十个由类囊体垛叠而成的基粒，增大了叶绿体内的膜面积，利于 化学反应的进行。 （3）叶绿体基粒分布有进行光合作用必需的色素和酶，为

5、光合作用的进行做好了物质上的准备。 知识拓展知识拓展 1黄栌、枫树“霜叶红于二月花”的原因，不是叶片中叶绿体的色素造成的，是由于叶绿素分解 时，叶中的糖分大量转变成红色的花青素造成的。因秋天温度降低，植物体内积累较多糖分以适应寒冷， 体内的可溶性糖多了，就形成较多的花青素储存于液泡中。而花青素类似于酸碱指示剂，从碱性到酸性 会呈现从蓝色到红色颜色渐变，具体而言是，pH=78 时呈淡紫色；pH11 则呈蓝色。 由于秋天时液泡中花青素增多，且细胞液 pH 值又偏酸性，因此叶子就变红了。 2我们平常吃的韭黄和蒜黄是怎么培育出来的吗？ 叶绿素是光合色素中最重要的一类色素。绿色植物的叶绿体中有四种色素，

6、绿色植物只在光下才能 合成叶绿素。韭黄、蒜黄是在黑暗条件下培育出来的，因为植物此时不能合成叶绿素，只能长成黄化苗， 而黄化苗的薄壁细胞比较多，所以吃起来比较嫩，口感比韭菜、蒜苗好一些。但要注意，植物不能长期 处于无光条件下，这个道理应该明白。 3要做好绿叶中色素的提取和分离实验，应注意哪些问题？ 实验材料应选颜色深的植物叶片 , 如菠菜叶、棉花叶等。叶片颜色深，色素含量高，实验效果也好。 如选用大白菜的叶片作实验材料，几乎得不到实验结果。 画滤液细线时，一定滤液细线要齐、细、颜色深，这样可以防止色素带之间的重叠。画线时一般要 重复多次，使滤液细线上的色素多一些，分离后的色素带更加清晰。但一次画

7、完后，必须待其干后再画 第二次，以确保滤液细线较细。在研磨时要加少许二氧化硅，目的是为了研磨得充分，有利于色素的提 取；加少许碳酸钙的目的是为了防止研磨过程中，由于 pH 值的改变，使色素遭到破坏。 层析液是石油醚、丙酮、苯等有机溶剂的混合液，具有挥发性且有毒，要注意密闭。实验应在通 风条件下进行，实验结束时及时用肥皂洗手。 4线粒体和叶绿体 线粒体和叶绿体，这两种细胞器，各具有特定的结构和功能。结构是功能的基础，功能和结构协 调统一。 线粒体和叶绿体虽有相同的结构名称，两者都与能量的转换密切相关，但两者又是两种完全不同 的能量转换器。线粒体是化能转换器（有机物中稳定的化学能活泼可转移的化学能

8、） ，叶绿体是光能转 换器（光能有机物中稳定的化学能） 线粒体和叶绿体还都含有少量的遗传物质 DNA 和 RNA，这是其它许多细胞器所没有的。 典型例题典型例题 例例 分别在 A、B、C 三个研钵中加 2 克剪碎的新鲜菠菜绿叶，并按下表所示添加试剂，经研磨、过 滤得到三种不同颜色的溶液，即：深绿色、黄绿色（或褐色） 、几乎无色。 试回答：（1）A 处理得到的溶液颜色是 ，原因是 。 （2）B 处理得到的溶液颜色是 ，原因是 。 （3）C 处理得到的溶液颜色是 ，原因是 。 处理ABC SiO2（少量） + CaCO3（少量） + 95%乙醇（10 毫升） + 江苏省赣榆县海头中学 2009-2

9、010 学年度高一生物导学案 第 3 页 共 5 页 (4) 如果将 C 处理得到的溶液放在光源和 三棱镜之间，连续光谱中 光区域就会出现一些黑色 条带。 注：“+”表示加；“”表示不加。 解析解析 本题主要考查叶绿体中色素提取过程中研磨这一步骤及色素均不溶于水，但易溶于无水乙醇、 丙酮、石油醚等有机溶剂中这一知识点。研磨时，加入 SiO2 的目的是使菠菜叶研磨充分，因 A、B、C 三 个研钵都加入 SiO2 ，故不影响此题解答。加入 CaCO3 是为了避免了叶绿素受到破坏。题中 A 研钵未加 入 CaCO3 ，叶绿素被破坏，因此滤液的颜色为较浅。B 研钵加入的提取液不是乙醇、丙酮、石油醚等有

10、机 溶剂而是水，因叶绿体中色素均不溶于水，所以滤液的颜色几乎无色。只有 C 研钵加入 SiO2 少量 ，CaCO3 少量 ，提取液 95%乙醇 10 毫升（符合色素提取的实验要求，因此 C 研钵中的滤液颜色是深绿色。 色素主要吸收红光和蓝紫光，所以在连续光谱中这两区域会呈黑色。 答案答案 （1）A 黄绿色，部分叶绿素受到破坏 （2）B 几乎无色，叶绿素不溶于水 （3）C 深绿 色，大量叶绿素溶于乙醇中 （4）红橙光区和蓝紫光区 当堂检测当堂检测 1把新鲜的叶绿素溶液放在光源与分光镜之间，可以看到光谱中最强的吸收区在（ ） 。 A绿光部分 B红光和蓝紫光部分 C蓝紫光部分 D黄橙光部分 2叶绿体

11、的色素能够在滤纸上彼此分离的原因是（ ） 。 A色素提取液中的不同色素已经分层 B阳光的照射使各种色素彼此分开 C滤纸对各种色素的吸附力不同 D层析液使色素溶解并彼此分离的扩散速度不同 3下面有关叶绿体的叙述正确的是 （ ） A.叶绿体中的色素分布在外膜和内膜上 B.叶绿体中的色素都分布在类囊体的薄膜上 C.光合作用的酶只分布在外膜、内膜和基粒上 D.光合作用的酶只分布在叶绿体的基质中 4在洋葱根尖分生区细胞中，具有双层膜结构的是 （ ） A.线粒体和叶绿体 B.叶绿体和高尔基体 C.液泡和内质网 D.线粒体和核膜 5右图是用分光光度计测定叶片中两类色素吸收不同波长光波的曲线图，试判定 A 和

12、 B 分别为何种色素 （ ） A叶绿素、类胡萝卜素 B类胡萝卜素、叶绿素 C叶黄素、叶绿素 a D叶绿素 a、叶绿素 b 巩固练习巩固练习 1将阳光通过三棱镜后的七色光投射到水绵上，水中的好氧细菌聚集最多的一组光区是（ ） A红光和黄绿光 B红光和橙光 C红光和蓝紫光 D黄光和蓝紫光 2.将深海中的藻类移到浅海中，光合作用的效率将明显增强，这是因为 （ ） A.在深海中只能获得频率高的蓝紫光 B.在深海中只能获得频率低的蓝紫光 C.在深海中可以利用波长长的红光 D.在浅海中还可以利用波长短的红光 3.绿色植物进行光合作用时，光能的吸收发生在叶绿体的 （ ） A.内膜上 B.基质中 C.类囊体膜

13、上 D.各部位上 4线粒体和叶绿体都是重要的细胞器，下列相关叙述错误的是 （ ） A两者都能产生 ATP，但最初的能量来源不同 B需氧型生物的细胞均有线粒体，植物细胞均有叶绿体 C两者都含有磷脂和多种酶，叶绿体中还含有色素 D两者都有内膜和外膜，叶绿体基质中一般还含有基粒 蒸馏水（10 毫升）+ 江苏省赣榆县海头中学 2009-2010 学年度高一生物导学案 第 4 页 共 5 页 5细胞质基质、线粒体基质和叶绿体基质的 （ ） A功能及所含有机化合物都相同 B功能及所含有机化合物都不同 C功能相同，所含有机化合物不同 D功能不同，所含有机化合物相同 6如果一分子 CO2从叶肉细胞的线粒体基质

14、中扩散出来，进入一个相邻细胞的叶绿体基质中，那么这个 CO2分子共穿过几层由磷脂分子组成的膜 （ ） A.12 B.8 C.6 D.5 7下列关于叶绿体和线粒体的叙述，正确的是 （ ） A都含有功能相同的基质 B都具有双层膜 C都能产生 ATP D都含有少量的 DNA，能控制某些蛋白质合成 8阳光通过三棱镜能显示出七种颜色的连续光谱，如果将一瓶叶绿素提取液放在光源和三棱镜之间，连 续光谱中就会出现一些黑色条带，这些条带应位于（ ） 。 A绿光区B红光区和绿光区 C蓝紫光区和绿光区 D红光区和蓝紫光区 9叶绿体是植物进行光合作用的细胞器，下面有关叶绿体的叙述正确的是（ ） 。 A叶绿体中的色素都

15、分布在类囊体膜上 B叶绿体中的色素分布在外膜和内膜上 C光合作用的酶只分布在叶绿体基质上 D光合作用的酶只分布在外膜、内膜和基粒上 10.下列关于叶绿素合成与功能的叙述，错误的是（ ） 。 A. 光是叶绿素合成的必要条件 B.低温抑制叶绿素的合成 C.提取叶绿素溶液，给予适宜的温度、光照和二氧化碳，可进行光合作用 D.矿质元素影响叶绿素的合成 11下列关于“叶绿体中色素的提取和分离”的实验描述中，不属于实验要求的是（ ） 。 A提取高等植物叶绿体中的色素 B用纸层析法分离色素 C了解多种色素的吸收光谱 D验证叶绿体所含色素的种类 12用纸层析法将色素进行分离，在滤纸条上出现最宽的一条色素带的颜色是（ ） 。 A橙黄色 B黄色 C蓝绿色 D黄绿色 13在圆形滤纸的中央点上，对叶绿体的色素进行色素分析，会得到近似，同心的四个色素环，排列在 最里圈的色素是（ ） 。 A橙黄色 B蓝绿色 C黄色 D黄绿