2019-2020年高中生物 课时20 捕获光能的色素和结构导学案 新人教版必修1

2019-2020年高中生物课时20捕获光能的色素和结构导学案新人教版

必修1

【学习目标】

1.说出绿叶中色素的种类和作用。

2.说出叶绿体的结构和功能。

【自主梳理】

1.绿叶中色素的提取

的原理：绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂中。

2.绿叶中色素的提取的过程：

临捕：称取5蛊新鲜绿叶

研嚅:剪碎叶片，放入研钵中.加少许；

再抑人IDmL'殂建研唇

I

4

过滤:闻斗基部放•块，辖研磨液迅速

倒人跛璃^斗中进行过祐

3.绿叶中色素的分离的原理：各种色素在谢液中的一

液在滤纸士扩散得快，反之则慢。因此，色素会随着在上的扩散而分离

开。

4.绿叶中色素的分离的步骤：

①谑纸眩求,

制务彳②制备埠骤：剪去滤纸条一竭的-

，用铅笔画一条细的横线

画册钳笔减画瘴.待

「后，再同一册次

r

离^叶申的w

分:①操作：向试中惶人一

绿叶中色素的种将滤城条滤旅细级的一蹬朝J描人

5类、层析液中rjU桶寒那紧试瞬口

•分布及吸收光的类型：细线

色素种颜色吸收光的类型分布

举

叶绿素a

叶绿素(约占3/4)主要吸收叶绿体中的

叶绿素b

类胡萝卜素(约占胡萝卜素

主要吸收上

1/4)叶黄素

7.(1)完成叶绿体的结构

⑵写出物质分布的场所

吸收光能的四种色素分布在(填标号)上；与光合作用有关的酶主要分布在

(填标号)上。

8•叶绿体的功能：绿色植物进行的场所。

【预习小测】

1.判断正误：利用纸层析法可分离4种叶绿体色素。

2.判断正误：叶绿素a和叶绿素b只吸收红光和蓝紫光。

3.判断正误：红枫叶片呈红色是因为吸收了红光。

4.判断正误：液泡中色素吸收的光能用于光合作用。

5.判断正误：叶绿体是唯一具有双层膜的细胞器。

6.判断正误：叶绿体的基粒上含有与光合作用有关的色素。

知识拓展・探究案

【探究一绿叶中色素的提取和分离】

1.绿叶中色素的提取和分离的实验材料：

(1)为什么用无水乙醇而不用水作提取液？用丙酮可以吗？

(2)实验中能否选择白菜叶片作为实验材料？

2.绿叶中色素的提取和分离的实验操作要领：

(1)在滤纸条一端剪去两角的目的是什么？

(2)为什么滤液线要重复画，且线要细、直？

(3)层析时，为什么不能让滤液细线触及层析液?

3.绿叶中色素的提取和分离的实验结果分析：

(1)下图是实验得到的色素在滤纸条上的分布图，分析比较各种色素的含量及其在层析液中的

溶解度的大小。

叶黄素；黄色

叶绿盍士蓝绘色呻绿

素拉黄金录色

色素含量：。

溶解度大小：。

(2)层析分离后，有两位同学实验失败，请探讨他们失败的可能原因。

①甲同学在层析分离色素时操作不当，导致滤纸条上没有出现色素带。

②乙同学的滤纸条上出现4条不清晰的色素带。

【典例精析】

某人做〃绿叶中色素的提取和分离〃实验时，使用的是圆形滤纸，装置如图所示。实验结束时

在圆形滤纸上形成四个同心色素圆环，则最内圈所呈颜色为

A.橙黄色B.黄色C.蓝绿色D.黄绿色

【变式训练】

(实验操作及注意事项)关于叶绿体中色素的提取和分离实验的操作，正确的是

A.使用定性滤纸过滤研磨液

B.将干燥处理过的定性滤纸条用于层析

C.在划出一条滤液细线后紧接着重复划线23次

D.研磨叶片时，用体积分数为70%的乙醇溶解色素

【探究二叶绿体的结构和功能】

4•叶绿体有哪些结构特点与其进行光合作用相适应？

5.(1)恩格尔曼为什么选择水绵和好氧细菌作为叶绿体功能的探究实验材料？

(2)恩格尔曼先将载有水绵和好氧细菌的临时装片放在没有空气的黑暗环境中，这样做的目的

是什么？

(3)用极细的光束照射和完全曝光，相对于原来的黑暗环境起什么作用？

【典例精析】

如图所示，图甲为叶绿体结构模式图，图乙是图甲的部分结构放大图。下列相关叙述正确的是

光合色索

修④

甲乙

A.图甲中生物膜的面积主要靠内膜向内折叠形成崎而增大

B.图乙所示的结构来自图甲中的③

C.③中含有4种色素，其中叶绿素b含量最多

D.④中含有与光合作用有关的色素，有利于光合作用的进行

【变式训练】

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：制作载有水绵和好氧细菌

的临时装片，用极细光束照射水绵，同时放在显微镜下观察。下列关于该实验的分析，不正确

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连续光谱

B.临时装片应放置在没有空气的黑暗环境中

C.好氧细菌起指示作用

D.水绵的带状叶绿体有利于设置对照实验

【随堂自测】

1.提取绿叶中色素时要加入无水乙醇，其目的是

A.防止叶绿素被破坏B.溶解色素

C.便于叶片研磨成匀浆D.促使叶绿素分离

2.在〃绿叶中色素的提取和分离〃的实验中，正确的操作顺序应该是

A.进行纸层析一制取滤液一在滤纸条上画线一将实验材料研磨

B.制取滤液一进行纸层析一在滤纸条上画线一制取滤液一再画线

C.将实验材料剪碎、研磨一在滤纸条上画线一制取滤液一进行纸层析

D.将实验材料剪碎、研磨一制取滤液一在滤纸条上画线一进行纸层析

3.利用新鲜的菠菜叶进行〃绿叶中色素的提取和分离〃的实验，滤液经层析后，色素带在滤

纸条上的分布顺序是

胡萝

卜素

叶绿素

叶

a叶黄

素

叶

叶绿素b绿素a

胡萝卜素绿素b

叶黄素

蓝绿色黄绿色橙黄色黄色

黄绿色

g蓝绿色

橙黄色

C

4.一位科学家做了如下实验：将水绵(丝状绿藻)放在暗处，一束白光通过棱镜再投射到水绵

的叶绿体上，这时好氧性细菌将明显聚集在

A.红光的投影区域内B.红光和绿光的投影区域内

C.红光和蓝紫光的投影区域内D.黄光和橙光的投影区域内

5.据如图完成下列问题。

(1)组成①、②的基本骨架是。

(2)叶绿体内含有很多③，极大地扩展了受光面积。

(3)光合作用的酶存在于上和中；光合作用的色素存在于上。

【探究归纳】

i.教材提炼:

槌取应理r

-丈验原理

二分鞠1泉

〔提取&»

稣叶中色索的捉结构

-叶绿体

取和分离

制备滤纸条.-

1■功能

画滤械细线

分觞色幸卜

〔观察结-果

2.色素提取和分离实验中的操作注意事项及其目的归纳:

过程注意事项目的

选新鲜绿

使滤液中色素含量高

色的叶片

研磨时加

溶解色素

无水乙醇

加少量

SiO；使研磨充分和保护色素

提取色素迅速、充

防止乙醇挥发，充分溶

分

解色素

捋麻

盛放滤液

防止乙醇挥发和色素氧

的试管口

化

加棉塞

滤纸预先使层析液在滤纸上快速

干燥处理扩散

滤纸条一防止层析液在滤纸条边

端剪去两缘扩散过快，使形成的

角色素市不整齐

滤液细线

使分离出的色素币平整

分离色素要直、

不重曹

细、匀

滤液细线

增加色素的量，使分离

干燥后再

出的色素带清晰

画一两次

滤液细线防止色素直接溶解到层

不触及层析液中

析液

3.【提醒】SiO?有助于研磨充分；CaCOs可以防止研磨时色素被破坏。

必修1课时20捕获光能的色素和结构

详细答案

课前预习・预习案

【自主梳理】

1.无水乙醇

2SiO^CaCO无水乙醇单层尼龙布棉塞塞严

3溶解度溶解度层析液滤纸

4滤纸条干燥两角滤液细线均匀的细线滤液色素层析液下触及层析液

5蓝绿色黄绿色蓝紫光和红光橙黄黄色蓝紫光类囊体薄膜

6椭球球

7⑴外类囊体基质

⑵③④③④⑤

8光合作用

【预习小测】

1.V提示：根据叶绿体中4种色素的溶解度不同，利用纸层析法可分离4种叶绿体色素。

2.X提示：叶绿素a和叶绿素b主要吸收红光和蓝紫光，也吸收其他颜色的光，但吸收量较

少。

3.X提示：红枫叶片呈红色是因为液泡中含有花青素，同时反射了红光。

4.X提示：叶绿体中色素吸收的光能用于光合作用。

5.X提示：叶绿体、线粒体均是具有双层膜的细胞器。

6.V提示：类囊体堆叠形成基粒，增大了膜面积，为与光合作用有关的色素和酶提供了附着

位点。

知识拓展・探究案

【探究一绿叶中色素的提取和分离】

1.(1)提示：色素是有机物，能溶于有机溶剂(如无水乙醇)，但不溶于水。可以用丙酮代替，

但是丙酮有一定的毒性。

(2)提示：不能。选择的实验材料应含有丰富的色素，而白菜叶片中色素的含量较低。

2.(1)提示：防止层析液在滤纸条的边缘扩散过快而使形成的色素带不整齐。

(2)提示：重复画线是为了增加色素的量，使分离出的色素带清晰。画线细、直是为了防止色

素带之间出现重叠。

(3)提示：滤纸条上的滤液细线触及层析液，滤纸条上的色素会溶解于层析液中，使实验失

败。

3.(1)叶绿素a＞叶绿素b＞叶黄素〉胡萝卜素胡萝卜素〉叶黄素〉叶绿素a＞叶绿素b

(2)①提示：a.忘记画滤液细线；b.层析时滤液细线触及层析液。

②提示：a.选择实验材料时，没有选择新鲜、浓绿的叶片，色素含量少；b.在提取时未充分、

迅速研磨叶片，导致研磨过程中提取到的色素较少；c.画滤液细线时，滤液干后未重复画线。

【典例精析】

D

【解析】四种色素在层析液中的溶解度高低顺序为胡萝卜素〉叶黄素〉叶绿素a＞叶绿素b,

溶解度越高，扩散速度越快。实验结束时在圆形滤纸上形成的四个同心色素圆环中，最外层为

胡萝卜素，最内层为叶绿素b,叶绿素b为黄绿色。

【备注】无水乙醇能够溶解色素而用于提取色素，色素在层析液中的溶解度不同，可用层析

液进行分离。滤纸条需要剪去两角，画线时要做到细、直、齐且重复画线，放滤纸条时注意层

析液不能够没及滤液细线。实验中材料的选择、实验的操作都会影响实验的结果。

【变式训练】

B

【解析】叶绿体色素提取和分离实验中使用尼龙布过滤研磨液；用于色素分离的是干燥过的

定性滤纸；在滤纸上划滤液细线时，待划出的滤液细线干燥后再重复划下一次；研磨叶片时，

用无水乙醇溶解色素。

【备注】无

【探究二叶绿体的结构和功能】

4.提示：①基粒和类囊体极大地扩展了受光面积；②在类囊体薄膜上分布着与光合作用有关的

酶和色素，在基质中分布着与光合作用有关的酶。

5.(1)提示：水绵的叶绿体呈螺旋式带状，便于观察；可通过好氧细菌的分布判断水绵各部位释

放氧气的多少。

⑵提示：作对照，排除氧气和光的干扰。

(3)提示：对照作用。

【典例精析】

B

【解析】图甲中主要靠类囊体堆叠形成基粒而增加生物膜的面积；图乙所示的生物膜上含有

光合色素，来自图甲中的基粒(③)；基粒中含有4种色素，其中叶绿素a含量最多；与光合作

用有关的色素只分布在基粒上，叶绿体基质(④)中没有。

【备注】叶绿体的类囊体堆叠形成基粒，为酶和色素提供了附着位点，这一结构特点与叶绿

体是光合作用的场所相适应；恩格尔曼巧妙选用含螺旋带状叶绿体的水绵和好氧细菌作为实验

材料，将材料放在黑暗的环境中，利用极细的光束照射，通过观察好氧细菌集中分布的部位巧

妙地探究了光合作用的场所。

【变式训练】

A

【解析】水绵为带状叶绿体，便于设置叶绿体不同部位以是否照光为变量的对照实验。；好氧

性细菌聚集区为氧浓度较高的区域，故本实验中好氧细菌起指示作用；临时装片应放置在没有

空气的黑暗环境中，是为了防止光、氧气对实验结果造成影响；该实验用的是自然光，故在光束

照射到水绵之前，不需用三棱镜将混合光分解成连续光谱。

【备注】无

【随堂自测】

1.B

【解析】加入无水乙醇可以溶解色素；加入能够防止叶绿素被破坏；加入吗有利于充分

研磨形成匀浆；加入层析液能够使叶绿体中的色素分离。

【备注】无

2.D

【解析】提取和分离绿叶中的色素时，首先应该将叶片剪碎，加入二氧化硅和碳酸钙研磨以获

取滤液，然后在滤纸条上画滤液细线，最后将滤纸条放入层析液中分离色素。

【备注】无

3.B

【解析】由于四种色素在层析液中溶解度的不同，造成其扩散速度不同。溶解度最大的是胡

萝卜素，它扩散的距离最远，其次是叶黄素，然后是叶绿素a和叶绿素b。色素带的颜色从上

到下依次为橙黄色、黄色、蓝绿色、黄绿色。

【备注】无

4.C

【解析】光合作用的色素吸收的光主要是红光和蓝紫光，所以在红光和蓝紫光的区域光合作

用最强，释放的的量最多，好氧性细菌最集中。

【备注】无

5.(1)外膜内膜磷脂双分子层

⑵基粒

(3)基粒(③)叶绿体基质(@)基粒(③)

【解析】本题考查了叶绿体的结构。图中的①②③④分别是外膜、内膜、基粒、叶绿体基

质。①②是生物膜，组成①②的基本骨架是磷脂双分子层；基粒③是由类囊体堆叠而成的，其

上分布着大量与光合作用有关的色素和酶，另外与光合作用有关的酶还分布在叶绿体的基质

中。

【备注】无

2019-2020年高中生物课时20捕获光能的色素和结构课后练习

新人教版必修1

【基础过关】

1.关于叶绿素的叙述，错误的是

A.叶绿素a和叶绿素b都含有镁元素

B.被叶绿素吸收的光可用于光合作用

C.叶绿素a和叶绿素b在红光区的吸收峰值不同

D.植物呈现绿色是由于叶绿素能有效地吸收绿光

2.用纸层析法能够将叶绿体中的四种色素分开的原因是

A.四种色素随层析液在滤纸条上的扩散速度不同

B.四种色素随滤液在滤纸条上的扩散速度不同

C.四种色素随滤液在滤纸条上的渗透速度不同

I).四种色素随层析液在滤纸条上的渗透速度不同

3.”绿叶中色素的提取和分离〃实验中，相关操作及其目的不正确的是

A.迅速研磨，可减少叶绿素的分解及提取液的挥发

B.画滤液细线要细、直，可防止色素带之间部分重叠

C.画滤液细线需要重复，能使分离的色素带更明显

D.层析液没及滤液细线，能促进色素随层析液在滤纸上扩散

4.如图表示叶绿体中色素的吸收光谱。甲、乙两图分别是

紫红

400500600700nm

-I■'甲

紫红

400500600700nm

■■■I乙

A.类胡萝卜素、叶绿素的吸收光谱B.叶绿素、类胡

萝卜素的吸收光谱

C.叶黄素、叶绿素的吸收光谱D.叶黄素、类胡萝卜素的吸收光谱

5.黑暗条件下生长的水稻幼苗缺少的光合色素有

A.叶绿素a与叶绿素bB.叶绿素a与叶黄素

C.叶绿素b与胡萝卜素D.叶绿素a与胡萝卜素

6.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.叶绿体中的色素都分布在类囊体薄膜上

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中

D.光合作用的酶只分布在外膜、内膜和基粒上

7.下图是〃绿叶中色素的提取和分离〃实验的部分材料和用具。据图回答问题。

(1)图中步骤①加入研钵内的物质为：AlOmL,作用是；B

少许，作用是使研磨充分；C少许，作用是。

(2)图中步骤②将研磨液迅速倒入漏斗中，漏斗基部放有。

(3)图中步骤③剪去滤纸条一端的两角的作用是，画滤液细线的要求

是。

(4)图中步骤④中加盖的目的是；色素带最宽的是。

【能力提升】

1.红枫是一种木本观赏植物，在生长季节叶片呈红色，下列关于该植物的叙述，正确

的是

A.红枫叶片不含叶绿素B.红枫叶片呈红色是因为吸收了红光

C.红枫叶片能吸收光能进行光合作用D.液泡中色素吸收的光能用于光合作用

2.在叶绿体色素的提取和分离实验中，收集到的滤液绿色过浅，其原因可能是

①未加石英砂、研磨不充分②一次加入大量的无水酒精提取

③分次加入少量无水酒精提取④使用放置数天的菠

菜叶

A.①②③B.②③④C.①③④I).①②④

3.某同学提取得到叶绿体色素溶液后，取一圆形滤纸，在滤纸中央滴一滴色素提取

液，再滴一滴层析液，色素随层析液扩散得到如图结果，则1、2、3、4四条色素带依

次表

Z5

4

A.胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a、叶绿素b

B.叶黄素、胡萝卜素、叶绿素a、叶绿素b

C.叶绿素a、叶绿素b、胡萝卜素、叶黄素

D.叶绿素b、叶绿素a、胡萝卜素、叶黄素

4.下图中图①代表新鲜菠菜叶的光合色素纸层析结果，则图②所示结果最有可能来

自于

A.水培的洋葱叶B.生长的柳树幼叶C.培养的衣藻D.秋冬的银杏落叶

5.为探究光谱与光合作用效率的关系，某同学将丝状绿藻和一些细菌放在暗箱中一

起培养。经过反复实验后，他观察到的现象如下：黑暗时，细菌不围绕在丝状绿藻周

围；日光通过三棱镜射入暗箱，一段时间后，细菌围绕在藻体周围并在红橙光区和蓝

紫光区聚集成两堆(如图所示)。下列相关叙述错误的是

日光

三棱镜A

细菌群

A.该实验所用的细菌为需氧型细菌

B.细菌聚集成两堆的原因是在蓝紫光区和红橙光区产生的氧气多

C.该实验说明细菌的生活可以直接利用蓝紫光和红橙光

D.绿藻属于真核生物，其细胞中含有叶绿体

6.关于〃叶绿体色素的提取和分离〃实验。

(1)所用层析液的主要成分是。

(2)色素层析后，从层析起始端开始，四种色素依次是(3)某兴趣小组同学想探究蔬菜

老叶与嫩叶在叶绿体色素含量上的区别，选择了菠菜”绿叶〃〃嫩绿叶〃〃嫩黄

叶〃，做〃叶绿体色素的提取和分离〃实验。色素层析结果如图所示,请根据实验结

果填写下表。

组别色素带编号判断依据

绿叶组

嫩绿叶组

嫩黄叶组

必修1课时20捕获光能的色素和结构

课后练习•详细答案

【基础过关】

1.D

【解析】无

【备注】无

2.A

【解析】叶绿体中不同的色素在层析液中的溶解度不同，导致色素随层析液在滤纸条上的扩

散速度不同，从而将色素分开。

【备注】无

3.D

【解析】研磨时动作应迅速，可减少叶绿素的分解及提取液的挥发；画滤液细线的要求是

细、直，这样可防止色素带重叠；待滤液干燥后应重复画线，这样可增加色素的量，使色素带

清晰;层析液如果没及滤液细线，则会导致色素溶解在层析液中，使实验失败。

【备注】无

4.B

【解析】叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，在光谱上主要有两个吸收区域；类胡萝卜素主要吸

收蓝紫光，在光谱上主要有一个吸收区域，据此可作出正确判断。

【备注】无

5.A

【解析】叶绿素形成的必要条件是光，因此黑暗条件下生长的水稻幼苗缺少叶绿素a和叶绿

素bo

【备注】无

6.A

【解析】叶绿体中与光合作用有关的色素只分布在类囊体薄膜上，与光合作用有关的酶主要

分布在类囊体薄膜(基粒)以及叶绿体基质中。

【备注】无

7.(1)无水乙醇溶解色素二氧化硅碳酸钙防止色素被破坏

⑵单层尼龙布

(3)防止色素带扩散不整齐细、直

(4)防止层析液挥发叶绿素a

【解析】⑴提取色素时，加入无水乙醇可以溶解色素，加入二氧化硅可以使研磨更充分，加

入碳酸钙可以中和研磨中释放的酸性物质，防止色素被破坏。（2）漏斗的基部放置一块单层

尼龙布可以起到过滤作用。（3）剪去滤纸条一端的两角可以防止色素带扩散不整齐，保证色

素的分离效果；画滤液细线的要求是细、直。