【高中生物】2023-2024学年人教版 必修一 捕获光能的色素和结构 课件

第5章细胞的能量供应和利用第4节光合作用与能量转化第1课时捕获光能的色素和结构1.进行绿叶中色素的提取和分离2.简述绿叶中色素的种类及功能3.运用结构与功能相适应的观念，解释叶绿体适于进行光合作用的结构特点1.生命观念：叶绿体的基粒大大扩展了膜面积，与叶绿体进行光合作用的功能相适应2.科学探究：学会提取和分离绿叶中色素的实验方法，交流与讨论实验结果学习目标核心素养目录CONTENTS01知识梳理归纳总结ZHISHISHULIGUINAZONGJIE02学习目标

自主检测XUEXIMUBIAOZIZHUJIANCE03重难突破易错攻克ZHONGNANTUPOYICUOGONGKE04课后课时作业KEHOUKESHIZUOYE01知识梳理归纳总结ZHISHISHULIGUINAZONGJIE光合作用无水乙醇不同快层析液有助于研磨得充分可防止研磨中色素被破坏单层尼龙布棉塞防止无水乙醇挥发干燥剪去两角铅笔毛细吸管细、防止色素带重叠而影响分离效果齐、直滤液细线棉塞滤液细线滤液细线中的色素会被层析液溶解1.制备滤纸条时，在滤纸条一端剪去两角的目的？提示：防止出现边缘效应造成两边色素扩散得快，保证色素带整齐。2.铅笔画一条细线的目的？重复画线的目的？提示：保证毛细吸管画的滤液细线直、齐。增加色素含量，使现象明显。提示橙黄色黄色类胡萝卜素蓝绿色黄绿色叶绿素四种叶绿素a叶绿素b叶黄素胡萝卜素色素在层析液中的溶解度溶解度越高胡萝卜素不同颜色的光带蓝紫蓝紫光和红光1.影响叶绿素合成的因素(1)光照：光是叶绿素合成的必要条件。(2)温度：低温抑制叶绿素的合成，破坏已有的叶绿素分子，从而使叶片变黄。(3)镁等无机盐：镁是构成叶绿素的重要成分，缺镁叶片变黄。2.不同颜色温室大棚的光合效率(1)在农业生产中，温室大棚应使用无色透明的塑料薄膜或玻璃，因为它们能让所有的光都透过，效果最好。(2)若为大棚内植物补充光照，应选择补充红光或蓝紫光，因为相同强度的红光或蓝紫光，比白光的光合作用强度要高。(3)叶绿素对绿光吸收最少，因此使用绿色塑料薄膜或玻璃的温室大棚光合效率最低。酶光合色素酶酶的附着恩格尔曼吸收光能氧红光和蓝紫光水绵和需氧细菌螺旋带状释放氧气氧气光有光照无光照(1)并不是所有的植物细胞都含有叶绿体，只有进行光合作用的植物细胞才含有叶绿体。(2)色素不只是分布于叶绿体中，也可分布于液泡中，如花青素，但是液泡中的色素不能用于光合作用。(3)叶绿体不是细胞进行光合作用的唯一场所，如蓝细菌细胞没有叶绿体，它进行光合作用的场所是细胞质。1.植物依靠哪些色素捕获光能？答案叶绿素(叶绿素a、叶绿素b)、类胡萝卜素(胡萝卜素、叶黄素)。2.叶绿体的结构有哪些适于进行光合作用的特点？答案类囊体堆叠成基粒，大大增加了膜面积；类囊体膜上和叶绿体基质中存在许多进行光合作用所必需的酶，类囊体膜上分布着许多吸收光能的色素分子。答案学习目标自主检测02XUEXIMUBIAOZIZHUJIANCE1.(目标1)下列有关叶绿体色素提取和分离的实验，叙述不正确的是(

)A.新鲜的深绿色叶片可用于色素的提取和分离B.加酒精研磨的新鲜叶片，过滤后可得到色素提取液C.色素在滤纸条上分离的原理是不同色素在层析液中的溶解度不同，扩散的速度不同D.画有色素滤液的细线浸入层析液中，利于溶解的色素分离答案2.(目标2)秋季的北京香山，黄栌、红枫、银杏等树种的叶片由绿变红或变黄，一时间层林尽染，分外妖娆。低温造成叶肉细胞中含量下降最显著的色素是(

)A.叶绿素 B.叶黄素C.胡萝卜素 D.花青素答案3.(目标3)恩格尔曼用透过三棱镜的光照射水绵临时装片，惊奇地发现大量的需氧细菌聚集在红光和蓝紫光区域，该实验能得出的结论主要是(

)A.需氧细菌没有线粒体也能进行有氧呼吸B.光合作用释放氧气的部位是叶绿体的类囊体C.叶绿素主要吸收红光和蓝紫光D.叶绿体主要吸收红光和蓝紫光用于光合作用，释放氧气答案解析该实验中恩格尔曼用透过三棱镜的光照射水绵临时装片，发现需氧细菌聚集在红光和蓝紫光区域，说明红光和蓝紫光部位有氧气产生，而氧气是光合作用的产物，所以该实验主要说明叶绿体主要吸收红光和蓝紫光用于光合作用，并释放氧气，D正确。解析4.(目标1)下列有关“绿叶中色素的提取和分离”实验的叙述，错误的是(

)A.扩散速度最慢的是叶绿素b，呈黄绿色B.色素带最宽、最窄的分别是叶绿素a和叶黄素C.此实验主要探究绿叶中色素的种类D.研磨时加二氧化硅充分破坏叶绿体，以获得更多的色素解析色素带最宽的是叶绿素a，最窄的是胡萝卜素，B错误。答案解析5.(目标3)如图为叶绿体结构示意图，下列叙述不正确的是(

)A.①具有选择透过性B.吸收光能的色素分布在③中C.与光合作用有关的酶分布在②③中D.叶绿体具有双层膜解析叶绿体是由双层膜构成的，它们具有选择透过性，A、D正确；吸收光能的色素分布在类囊体薄膜上，即②上，B错误；与光合作用有关的酶分布在类囊体薄膜上和叶绿体基质中，C正确。答案解析学习目标自主检测02XUEXIMUBIAOZIZHUJIANCE重难突破易错攻克03ZHONGDANTUPOYICUOGONGKE[例1]在做“绿叶中色素的提取和分离”实验时，甲、乙、丙、丁四位同学对相关试剂的使用情况如下表所示(“＋”表示使用，“－”表示未使用)，其余操作均正常，他们所得的实验结果依次应为(

)A.①②③④B.②④①③C.④②③①D.③②①④甲乙丙丁无水乙醇－＋＋＋水＋－－－CaCO3＋＋－＋SiO2＋＋＋－答案解题分析由表可知，甲同学加的溶剂为水，而不是有机溶剂无水乙醇，色素不溶于水，因而提取不到叶绿体中的色素，所得结果应为②；乙同学的操作正确，应为④，即自上而下依次出现胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a和叶绿素b，且叶绿素a和叶绿素b的含量较多；丙同学尽管使用了有机溶剂无水乙醇，可以提取到色素，但由于未加CaCO3，叶绿素可能会被破坏，因而下边的两条色素带比正常的窄，应为①；丁同学未加SiO2，可能研磨不充分，导致各种色素的提取量均少于正常水平，应为③。解题分析[例2]科研人员发现了一种色素缺失的豌豆变异植株，提取其色素并进行了纸层析分离，结果如图(图中数字代表正常植株的色素带位置)。以下关于该变异植株的叙述正确的是(

)A.缺失叶绿素b，植株对蓝紫光、红光的吸收能力减弱B.缺失胡萝卜素，植株对蓝紫光的吸收能力减弱C.缺失叶绿素a，植株对红光的吸收能力减弱D.缺失叶黄素，植株对蓝紫光的吸收能力减弱答案解题分析根据题意并分析图示可知，①是胡萝卜素、③是叶绿素a、④是叶绿素b；图中缺失的是叶黄素。叶绿素a和叶绿素b主要吸收红光和蓝紫光；胡萝卜素和叶黄素主要吸收蓝紫光。该变异植株缺失叶黄素，因此对蓝紫光的吸收能力减弱，D正确。解题分析实验异常现象分析(1)滤纸条未见色素带的原因：①忘记画滤液细线；②滤液细线接触到层析液，使得色素溶解于层析液中；③用水进行绿叶中色素的提取。(2)滤液绿色过浅的原因：①未加二氧化硅，研磨不充分；②取材不好，叶片不够新鲜，不是浓绿色；③加入无水乙醇过多，提取液浓度太低；④未加CaCO3或加入过少，色素分子被破坏。[例3]如图为水绵结构模式图。恩格尔曼进行光合作用实验时，把载有水绵和需氧细菌的临时装片放在没有空气的黑暗环境里，然后用极细的光束对水绵细胞的不同部位(如a处)做点状投射，发现水中的需氧细菌明显聚集在叶绿体被光投射处；若将装片完全暴露在光下，需氧细菌则分布在叶绿体所有受光部位。此实验证明了(

)A.氧气是由水分解来的B.氧气是叶绿体释放出来的，叶绿体是光合作用的场所C.光合作用能产生淀粉D.光合作用需以二氧化碳为原料答案解题分析需氧细菌分布在氧气较多的地方，实验中需氧细菌分布在叶绿体受光的部位，则此实验证明了氧气是叶绿体释放出来的，叶绿体是光合作用的场所。解题分析[例4]科学家恩格尔曼用透过三棱镜的光照射水绵临时装片，发现好氧细菌大量聚集在如图所示区域。以下分析不正确的是(

)A.实验过程中装片需放置在黑暗环境中是为了设置自变量B.水绵光合作用产生的O2能进入细菌的线粒体与[H]结合生成H2OC.图中细菌分布的差异是水绵在不同区域光合作用强度不同造成的D.水绵的叶绿体螺旋状分布在细胞中有利于实验的进行解题分析细菌为原核生物，无线粒体，B错误。答案解题分析课后课时作业04KEHOUKESHIZUOYE知识点一捕获光能的色素1.提取光合色素，进行纸层析分离。对该实验现象或操作的解释，正确的是(

)A.未见分离后的色素带，说明材料可能是黄化叶片B.用无水乙醇提取色素，加入CaCO3是为了使研磨更充分C.提取液呈绿色是由于含有叶绿素且多于类胡萝卜素D.胡萝卜素在滤纸上扩散最快，是因为其在提取液中的溶解度最高答案[基础对点]解析材料若是黄化叶片，则分离后应含有胡萝卜素、叶黄素的色素带，未见分离后的色素带可能是滤液细线接触到层析液，用水进行色素的提取等原因，A错误；用无水乙醇提取色素，加入CaCO3是为了保护色素，加入二氧化硅是为了研磨更充分，B错误；根据色素分离的原理可知，胡萝卜素在滤纸上扩散最快，是因为其在层析液中的溶解度最高，D错误。解析2.为研究光照强度对移栽幼苗光合色素的影响，某同学用乙醇提取叶绿体色素，用石油醚进行纸层析，如图为纸层析的结果(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ为色素条带)。下列叙述不正确的是(

)A.若用黄叶提取分离色素，则滤纸条上最下面两条色素带可能消失B.强光照导致了该植物叶绿素含量降低，类胡萝卜素含量增加C.画滤液线时，滤液在点样线上只画一次，层析时滤液细线不能浸没在层析液中D.色素Ⅲ、Ⅳ吸收光谱的吸收峰值不同，相邻色素带距离最小的是叶绿素a与叶绿素b答案解析在分离色素实验中，画滤液细线时，需要重复画线，以增加色素量，C错误。解析3.如图表示叶绿体中色素吸收光能的情况。据图判断，以下说法不正确的是(

)A.由图可知，类胡萝卜素主要吸收400～500nm波长的光B.用450nm波长的光比600nm波长的光更有利于提高光合作用强度C.由550nm波长的光转为670nm波长的光后，叶绿体吸收利用的光能减少D.土壤中缺乏镁时，植物对420～470nm波长的光的利用量显著减少答案解析由图可知，由550nm波长的光转为670nm波长的光后，叶绿体吸收利用的光能增多，C错误。解析4.将长势相同的四株植物，分别置于不同颜色的玻璃罩内，在同一环境中，接受相同水肥和光照，经过一段时间后，长势最好和最差的依次是(

)①红色透明罩②绿色透明罩③蓝色透明罩④无色透明罩A.④③ B.②①C.④② D.③①答案解析无色透明罩可允许各种颜色的单色光透过，而有色透明罩只允许与透明罩颜色相同的一种单色光透过。在白光下，植物长势最好，在绿光下植物长势最差。解析5.利用无水乙醇提取出叶绿体中的色素，设法分离得到各种色素后，并将叶绿素b、叶绿素a、叶黄素、胡萝卜素和混合液依次点样在滤纸的1、2、3、4、5位置(如图所示)，当滤纸下方浸入层析液后，滤纸条上各色素正确位置应为(

)答案解析在层析液中四种色素的溶解度从大到小的顺序依次是胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a、叶绿素b。色素溶解度越大，随层析液在滤纸上扩散的速度越快，反之则慢，因此将叶绿素b、叶绿素a、叶黄素、胡萝卜素依次点样在滤纸的1、2、3、4，层析后，在滤纸上的位置从低到高依次是1、2、3、4。混合液中含4种色素，扩散后在滤纸条上形成4条色素带。故选B。解析知识点二叶绿体的结构适于进行光合作用6.为探究叶绿体吸收光能后是否有氧气产生，某学者设计了以下实验：制作载有水绵和需氧细菌的临时装片，用极细光束照射水绵，并放在显微镜下观察。下列关于该实验的分析，错误的是(

)A.在光束照射到水绵之前，应该加三棱镜将混合光分解成不同波长的光B.临时装片应放置在没有空气的黑暗环境中C.用需氧细菌起指示作用D.水绵细胞内呈螺旋带状分布的叶绿体有利于实验现象的观察答案7.北京的秋天呈现出缤纷的色彩，有绿色、黄色、红色、紫色等。下列叙述不正确的是(

)A.植物缤纷的色彩是叶绿体和液泡中各种色素的比例不同造成的B.用清水可以将紫鸭跖草叶片中的所有色素提取并分离C.秋天银杏叶片变黄的原因是低温造成叶绿素含量降低D.枫树、爬山虎等植物叶片变红后捕获光能的能力减弱答案[能力提升]解析植物细胞中存在色素的细胞器有叶绿体和液泡，叶绿体色素包括叶绿素a、叶绿素b、叶黄素和胡萝卜素，植物缤纷的色彩是叶绿体和液泡中各种色素的比例不同造成的，A正确；叶绿体色素不溶于水，因此不能用清水提取所有色素，B错误；叶绿素在低温下易被分解，秋天银杏叶片变黄的原因是低温造成叶绿素含量降低，C正确；枫树、爬山虎等植物叶片变红后叶绿素含量降低，捕获光能的能力减弱，D正确。解析8.下列用鲜菠菜进行色素提取、分离实验的叙述，正确的是(

)A.叶片充分研磨后应立即加入少许碳酸钙，防止色素被破坏B.画滤液细线时应迅速地重复画线，保证滤纸条上有足量的色素C.即使菜叶剪碎不够充分，也可以提取出4种光合色素D.距离滤液细线由近到远的色素带颜色依次是黄绿色、蓝绿色、橙黄色、黄色答案解析叶片在研磨时，加入少许碳酸钙，防止色素被破坏，A错误；画滤液细线时，应待滤液干后再重画一到两次，B错误；菜叶剪碎不够充分，可能使叶片研磨不够充分，导致提取到的色素较少，但色素没有被破坏，故仍可以提取出4种光合色素，只是色素带较窄、颜色较浅，C正确；距离滤液细线由近到远的色素带颜色依次是黄绿色、蓝绿色、黄色、橙黄色，D错误。解析9.下面是甲、乙、丙三位同学进行“绿叶中色素的提取和分离”实验的过程，请据图回答下列问题：(1)甲同学选用新鲜菠菜的绿色叶片进行实验，在滤纸上出现了四条清晰的色素带，如图1所示。甲同学分离色素的方法是

，滤纸条上色素带位置的不同主要取决于

。从上往下数，叶黄素位于第

条色素带。答案纸层析法色素在层析液中