高中生物第 1课时 捕获光能的色素和结构

第1课时捕获光能的色素和结构

课前自主预习案

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一、绿叶中色素的提取和分离

1.提取绿叶中的色素

(1)原理：绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂无水乙醇中。

(2)实验用品及作用［连线］

实验用品||作用

①无水乙醇、a.过滤

②SiO?溶解色素、提取色素

③CaCO,二有助于研磨充分

④单层尼龙犷防止研磨中色素被破坏

⑶实验步骤：

|取材|—i称取5g绿色叶片

，剪碎叶片，加少许SiO?和CaCOj,再加入10mL无水

1gpl「乙醇,迅速研磨

工,「加口丁前薮二或旗后亮相：花猫病近而画无砺的

毕二漏斗中进行过漉

I二二二二二二二二二二二二二二二二二二二

I收集I—:用小试管收集色素浊液,及时将试管口用根塞塞严

2.分离绿叶中的色素

(1)原理：不同色素在层析液中的碘度不同，渣解度高的随层析液在滤纸上扩散得快,

反之则慢。

⑵实验步骤:

(剪滤纸条：将滤纸剪成长与宽略小于试管长与直径的

制备口滤纸条,并在一端剪去两角

滤纸条I］(

I铅笔皿线：在距去角一端1cm处用铅笔画一条细的横线

［吸取滤液：用毛细吸管吸取少量滤液

，八面线：沿铅笔线均匀地画出一条细线

细线|(

I重复画线：待滤液干后,重复阿细线1〜2次

将适晶层析液倒入试管中.将滤纸条(有滤液细线的

分离绿叶

一端朝下)轻轻插入层析液中(注意：不能让滤纸条上

中的色素

的滤液细线触及层析液),随后用棉塞塞紧试管口

滤纸条上色素带有四条.如图所示：

1mlm一胡萝卜素：橙黄色

观察结果4皿皿一叶黄素：黄色

［［［一叶绿素a：蓝绿色

皿皿I一叶绿素b：黄绿色

二、色素的种类及叶绿体的结构和功能

1.色素的种类、含量、颜色及吸收光谱［填表］

叶绿素(占经)类胡萝卜素(占之⑷

种类

叶绿素a叶绿素b胡萝卜素叶黄素

颜色蓝绿色黄绿色橙黄色黄色

吸收光谱主要吸收红光和蓝紫光主要吸收蓝紫光

2.叶绿体的结构和功能

(1)分布：主要分布在植物的叶肉细胞内。

(2)形态：扁平的椭球形或球形。

(3)结构：

(4)功能：绿色植物进行屿但JI的场所。

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,国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.判断下列有关叶绿体叙述的正误

(D叶绿体的基粒上含有与光合作用有关的色素()

(2)叶绿素a和叶绿素b只吸收红光和蓝紫光()

(3)叶绿素主要吸收蓝紫光和红光()

(4)没有叶绿体的生物无法进行光合作用()

(5)叶绿体中进行光合作用所需的酶分布于内膜、基质和类囊体()

(6)叶绿体是唯一具有双层膜的细胞器()

(7)进行光合作用的细胞一定含有叶绿体()

(8)植物呈绿色的主要原因是叶绿素能有效地吸收绿光()

答案：⑴V(2)X(3)V(4)X(5)X(6)X(7)X(8)X

2.判断下列有关实验叙述的正误

(1)在绿叶中色素的提取实验中加入二氧化硅可以防止破坏叶绿素()

(2)过滤研磨液时漏斗基部放一块剪好的滤纸进行过滤，将滤液收集到试管中()

(3)叶绿体中的色素既能溶于有机溶剂又能溶解于水中()

(4)可选用绿色植物任何部位的叶片进行色素的提取与分离()

(5)向研钵中加入少量的CaCO：,和少量的SiOz作用是相同的()

(6)过滤色素溶液时，漏斗基部应放置多层滤纸()

(7)层析得到的滤纸条上各种色素带的宽度可说明不同色素含量的多少()

(8)利用无水乙醇可分离叶绿体中4种色素()

(9)对色素提取液进行层析时，要注意滤液细线不能没入层析液中()

答案：⑴X(2)X(3)X(4)X(5)X(6)X(7)V(8)X(9)V

课堂互动探究案

【课程标准】

说明植物细胞的叶绿体从太阳光中捕获能量，这些能量在二氧化碳和水转变为糖与氧气

的过程中，转化并储存为糖分子中的化学能

提取和分离叶绿体色素

【素养达成】

1.通过动手实验，理解绿叶中色素提取的原理，掌握色素的种类和作用。(科学探究)

2.结合教材3。。图5—13,概述叶绿体的结构和功能。(科学思维)

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

玉米中有时会出现白化苗，右图中是白化苗和正常玉米苗的比较，白化苗由于不能进行

光合作用，待种子中的营养成分消耗完后就会死亡，这说明光合作用离不开色素的作用。那

么，绿叶中与光合作用有关的色素和结构有哪些呢？它们有什么特点和功能呢？

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，

探究点一实验：绿叶中色素的提取和分离

【师问导学】

下图是提取和分离绿叶中色素的实验步骤，请分析:

-软木塞

一干燥的-浊纸条

-大试管

/铅笔线-灌液细线

汇剪两角一层析液

3铁架台

制备灌纸条

画源液细线色素的分离

1.提取色素时，加入剪碎的叶片后还需要加入三种物质，若A是二氧化硅，B、C分别是

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是碳酸钙，作用是防止研磨中色素被破坏;

C是无水乙醇，作用是溶解色素。

2.某实验小组得到的色素提取液颜色过浅，可能的原因有哪些？

答案：研磨不充分，色素未能充分提取出来；称取绿叶过少或加入无水乙醇过多，色素

溶液浓度小；未加碳酸钙或加入过少，色素分子部分被破坏。

3.制备滤纸条时，剪去两角的作用是什么？画滤液细线有什么要求？

答案：防止色素带不整齐。画滤液细线的要求是细、齐、直，还要重复画几次。

4.色素分离时，关键应注意层析液不要没及滤液细线，为什么？

答案：否则滤液细线会被层析液溶解，不能分离。

5.如图是分离到的色素在滤纸条上的分布情况，那么：

皿皿一胡萝卜索：橙黄色

皿皿一叶黄素：黄色

IU-叶绿素a：蓝绿色

皿皿一叶绿素b：黄绿色

(1)含量最多和最少的色素分别是哪两种？

(2)在层析液中溶解度最高和最低的色素分别是哪两种？

(3)分子结构最相似的是哪两种色素？

答案：

⑴叶绿素a和胡萝卜素。

⑵胡萝卜素和叶绿素b。

⑶叶绿素a和叶绿素b。

6.色素的提取非常成功，但层析后滤纸条上色素带非常模糊，其原因可能有哪些？

答案：①画滤液细线次数太少。②滤液细线触及层析液，且时间较长，色素溶解到层析

液中。

7.实验过程中，甲同学忘记加入二氧化硅和碳酸钙，乙同学没有加无水乙醇，而是加了

水，请分析他们可能出现的实验结果。

答案：甲同学的结果是滤纸条上的色素浓度很低，颜色很浅；乙同学的结果是滤纸上没

有出现色素带。

【智涂笔记】

绿叶中色素提取分离异常现象分析

(1)收集到的滤液绿色过浅的原因分析：

①未加石英砂(二氧化硅)，研磨不充分。

②使用放置数天的菠菜叶，滤液色素(叶绿素)太少。

③一次加入大量的无水乙醇，提取浓度太低。

④未加碳酸钙或加入过少，色素分子被破坏。

(2)滤纸条色素带重叠的原因分析：

①滤液细线不直，重复画线时细胞不重叠。

②滤液细线过粗。

(3)滤纸条看不见色素带的原因分析：

①忘记画滤液细线。

②滤液细线接触到层析液，且时间较长，色素全部溶解到层析液中。

【师说核心】

1.实验结果一一有关色素带的分析

色素种类色素颜色色素含匾溶解度扩散速度

上

胡萝卜素橙黄色最少最高最快

叶黄素黄色较少较高较快

叶绿素a蓝绿色最多较低较慢

下

iq叶绿素b黄绿色较多最低最慢

(1)从色素带的位置可知，各种色素在层析液中溶解度的高低依次为：胡萝卜素〉叶黄素

＞叶绿素a＞叶绿素b。(记忆口诀：胡、黄、a、b)

(2)从色素带的宽度可知，各种色素的含量一般情况下为：叶绿素a＞叶绿素b＞叶黄素

》胡萝卜素。

2.注意事项及原因分析

过程注意事项原因分析

选新鲜绿色的叶片使滤液中色素含量高

提

研磨时加无水乙醇溶解色素

取

加少量Si。?和CaC（）3研磨充分和保护色素

色

迅速、充分研磨减少乙醇挥发，充分溶解色素

素

盛放滤液的试管口加棉塞减少乙醇挥发和色素氧化

滤纸预先干燥处理使层析液在滤纸上快速扩散

使分离出的色素

分滤液细线要直、细、匀

带平整不重叠

离

滤液细线干燥使分离出的色

色

后再画一两次素带清晰分明

素

防止色素直接溶

滤液细线不触及层析液

解到层析液中

【检测反馈】

1.（合格必考）在做''绿叶中色素的提取和分离”实验时，研磨绿叶不需要加入（）

A.乙醇B.层析液C.二氧化硅D.碳酸钙

解析：在“绿叶中色素的提取和分离”实验中，研磨绿叶之前，需要加入少量的二氧化

硅、碳酸钙及10mL无水乙醇，层析液是在分离色素时加入到烧杯中的试剂。

答案：B

2.（合格必考）下列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.在画出一条滤液细线后紧接着重复画线2〜3次

D.研磨叶片时，用体积分数为70%的乙醇溶解色素

解析：在提取绿叶中色素时，漏斗基部放单层尼龙布进行过滤，A项错误；纸层析法分离

滤液中色素时，需用干燥的定性滤纸，B项正确；画出一条滤液细线后需等滤液干后再重复画

线2〜3次，C项错误；研磨叶片时应用无水乙醇溶解色素，D项错误。

答案：B

3.（合格必考）提取光合色素，进行纸层析分离，对该实验中各种现象的解释，正确的是

（）

A.未见色素带，说明材料可能为黄化叶片

B.色素始终在滤纸上，是因为色素不溶于层析液

C.提取液呈绿色是由于含有叶绿素a和叶绿素b

D.胡萝卜素处于滤纸最前方，是因为其在提取液中的溶解度最高

解析：黄化叶片含有类胡萝卜素，滤纸上应有两条色素带，A项错误；叶绿体中的色素都

能溶解在有机溶剂层析液中，B项错误；由于叶绿素含量比类胡萝卜素多且叶绿素呈现绿色，

所以提取液呈现绿色，C项正确；溶解度高的色素随层析液在滤纸上扩散得快，胡萝卜素在层

析液中的溶解度最高，所以扩散得最快。但不是提取液，D项错误。

答案：C

4.（合格必考）用菠菜叶进行“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（）

胡萝卜素胡萝卜素叶绿素a

叶黄素-叶黄素叶绿素b

叶绿我叶绿素a胡萝卜素

叶绿素b叶绿素b叶黄素

ABCD

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，而叶绿素的溶解度小，所以叶绿素a和叶绿

素b分别扩散在第三和第四条色素带上。

答案：A

5.（等级选考）叶绿体色素的纸层析结果显示，叶绿素b位于层析滤纸的最下端，原因是

（）

A.相对分子质量最小

B.相对分子质量最大

C.在层析液中的溶解度最小

D.在层析液中的溶解度最大

解析：色素分离的原理是根据不同色素在层析液中溶解度不同，溶解度大的随层析液扩

散得快，溶解度小的随层析液扩散得慢，层析时随层析液在滤纸上的扩散而分离开。

答案：C

6.（等级选考）某班学生完成对新鲜菠菜叶进行绿叶中色素的提取和分离实验时，由于各

组操作不同，出现了以下四种不同的层析结果。下列分析最不合理的是（）

处

甲"点样

1

距离

样处

丙°点

液

和层析

提取液

储水作

误用蒸

甲可能

A.

Oz

入Si

未加

磨时

为研

是因

可能

B.乙

想结果

到的理

操作得

是正确

C.丙

Ctt；

入Ca

未加

磨时

为研

是因

可能

D.丁

量较

色素的

乙图中

液；

层析

液和

提取

水作

蒸储

误用

能是

因可

的原

色素

没有

图中

：甲

解析

卜素

类胡萝

含量比

叶绿素

丁图中

丙、

分；

不充

研磨

导致

Oz而

入Si

未加

磨时

为研

是因

可能

少，

的为胡

最低

素a,

叶绿

应为

高的

量最

。含

破坏

素被

致色

而导

CaC03

加入

是未

可能

原因

低，

含量

。

结果

理想

不是

丙图

所以

素，

萝卜

：C

答案

能

和功

结构

体的

叶绿