高中生物人教版必修一学案541捕获光能的色素和结构

第4节能■之源——光与光合作用

第1课时捕获光能的色素和结构

学习目标

1.理解试验“绿叶中色素的提取和别离〃的原理与方法，把握根本操作技能(重难点)。

2.把握绿叶中色素的种类和作用，明确叶绿体的结构和功能(重点)。

谯教机自主梳理I嚣£预习教材发现问题

I根底学问I

一、绿叶中色素的提取和别离

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)过程:

①取材：称取5g绿叶

I

②研磨：剪碎叶片，放入研钵中，加少许二氧化硅和碳酸钙,再参加10mL无水乙醇,

进行快速、充分的研磨

③过滤：漏斗基部放一块单层尼龙布,将研磨液快速倒入玻璃漏斗中进行过滤

④收集：用试管收集滤液，准时用棉塞将试管口塞严

2.别离绿叶中的色素

(1)原理：各种色素在层析液中的溶解度不同。

(2)试验步骤：

'剪滤纸条：将枯燥的定性滤纸剪成略小于试管长与直径的滤纸条，

①制备］并在一端剪去两角

滤纸条I

、铅笔画线：在距剪去两角的一端1cm处用铅笔画一条细的横线

。取滤液：用毛细吸管吸取少量滤液

②国滤

科〃画滤液细线：沿铅笔线匀称地画出一条细线

液细线

I重复画线：待滤液干后，再画一两次

③别离绿叶中的色素：将适量层析液倒入试管中，将滤纸条有滤液细线的一端朝下轻轻

插入层析液中，随后用棉塞塞紧试管口。留意，不能让滤液细线触及层析液。

二、绿叶中色素的种类和作用及叶绿体的结构和功能

1.绿叶中色素的种类与光能汲取

叶绿素（3/4）类胡萝卜（1/4）

色素种类

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

光能汲取主要汲取蓝紫光和红光主要汲取蓝紫光

分布叶绿体的类囊Ck的薄膜上

2.叶绿体的结构和功能

（1）形态：一般呈扁平的椭球形或球形。

（2）结构:

填写图中字母所代表的结构：a.外膜,b.内膜c.基质d.基粒

（3）功能：进行光合作用的场所。

试验证据：恩格尔曼试验中，好氧细菌只聚集在叶绿体受光的部位。

I自查自纠I

1.绿叶中的色素不能溶于清水，但可以溶于无水乙醇中（）

2.别离绿叶中的色素用的是层析液（）

3.别离色素时，在层析液中溶解度越高的，那么在滤纸条上集中的速度越慢（）

4.研磨绿叶时，要参加二氧化硅、碳酸钙和无水乙醇（）

5.色素别离后，在滤纸条上的从上而下的四条色带分别是叶黄素、胡萝卜素、叶绿素

a和叶绿素b（）

6.叶绿素和类胡萝卜素都主要汲取蓝紫光和红光（）

7.叶绿体是通过基粒中的类囊体薄膜扩大生物膜面积的（）

8.叶绿体是光合作用的场所，蓝藻虽然没有叶绿体但也可以进行光合作用（）

答案172.V3.X4.V5.X6.X7.V8,V

I图解图说I

蓝藻为什么能进行光合作用？蓝藻中的色素种类和叶绿体中的色素种类是否相同？

提示：蓝藻含有与光合作用相关的色素和酶。不相同。

★滤纸条边缘的溶液运动速度快，中间的溶液运动速度慢，为了跑出平齐的色素带，要

剪去滤纸条两角。

★滤纸条上的滤液细线不行浸入层析液中。

★我们看到的叶片颜色是叶片反射出来的颜色。

怨一怨

为什么不能让滤液细线触及层析液？

提示：防止色素溶解到层析液中，影响试验效果。

I研教材互动探究I师生互动共同翩

探究点一绿叶中色素的提取和别离

1.试验选材及用品分析

(1)选择新奇、浓绿的叶片的缘由：色素含量高。

(2)不能用秋天已经变黄的叶片的缘由：低温下叶绿素分解，类胡萝卜素含量相对较多。

(3)分析争论试验中各种材料和试剂的作用，完成下表：

试验材料或试剂作用

无水乙醇溶解色素

层析液别离色素

二氧化硅使研磨充分

碳酸钙爱护色素

单层尼龙布过滤叶片研磨液，获得滤液

滤纸条使色素在其上别离，便于观看

2.试验操作的目的分析

操作内容操作目的

层析液别离色素

滤纸条的一端剪去两角使色素在滤纸条上集中匀称

滤液细线重复画假设干次，且要求细、直、齐使别离出的色带平整、不重复

滤液细线不能触及层析液防止色素直接溶解到层析液中

3.试验结果及分析

以下图是试验得到的色素在滤纸条上的分布图示，分析图示，填写下表:

寻胡萝卜素：橙黄色

2-叶黄素：黄色

-叶绿素a：蓝绿色

-叶绿素b：黄绿色

V

工程意义结论

色素带的宽窄与色素含量四种色素含量由多到少：吐绿

色素带宽窄的关系：色带越宽那么含素a、叶绿素b、叶黄素、胡萝

量越多卜素

色素集中速度与溶解度的溶解度大小（用“＞"表示）胡萝

色素集中速度关系：集中速度越快，说卜素〉叶黄素＞叶绿素a＞叶绿

明溶解度越大素b

【典例1］在做“绿叶中色素的提取和别离"试验时，甲、乙、丙、丁四位同学对相

关试剂、药品的使用状况如表所示（“+〃表示使用，“一〃表示未用），其余操作均正常,

他们所得到的试验结果依次应为（）

试齐甲乙丙T

无水乙醇一+++

水+一一一

CaCC)3++一+

—

SiO2+++

①②③④

A.①②③④B.②④①③

C.④②③①D.③②①④

解析无水乙醇用于溶解绿叶中的色素，甲同学未加无水乙醇，其滤纸条上应无色素带

（②）；CaCCh能够防止研磨时色素被破坏，丙同学未加CaCCh,其滤纸条上叶绿素a、叶绿

素b对应的色素带应较窄（①）；SiO2能够使研磨更充分，丁同学未加SiCh,其滤纸条上的四

种色素带均应较窄（③）。乙同学操作正确，其滤纸条上的色素带应为正常的（④”

答案B

♦技法提炼

色素提取和别离中的特别现象分析

特别现象的产生无非包括选材、试剂的运用和操作等几个方面，尤其是试剂的使用，可

以依据它们的作用思索假如漏加了会消失什么结果。特殊是收集到的滤液绿色过浅（或色带

过窄）的缘由分析，是该类题目考查的重点，其缘由分析如下：未加石英砂（二氧化硅），研磨

不充分；使用放置数天的菠菜叶，滤液中色素（叶绿素）太少；一次参加大量的无水乙醇，提

取浓度太低（正确做法：分次参加少量无水乙醇提取色素）；未加碳酸钙或参加过少，色素分

子被破坏。

【跟踪训练】

1.在进行叶绿素提取和别离的试验时，不能让层析液没及滤液细线的缘由是（）

A.这样会导致色素在滤纸上集中不匀称而影响结果

B.滤纸条上的滤液细线会变粗而使色素太分散

C.色素会溶解在层析液中而使结果不明显

D.滤纸条上的几种色素会混合起来

解析滤纸上几种色素会集中不匀称而影响结果，所以滤纸条需要剪掉两角，A错误；

滤纸条上滤液细线会变粗而使色素太分散，这是由于滤液细线上划的色素分子比拟多，B错

误；色素会溶解在层析液中而使结果不明显，所以层析液不能触及滤液细线，C正确；滤纸

条上的几种色素会混合起来，说明层析液效果不好，几种色素在其中溶解度差异不大，D错

误。

答案C

探究点二捕获光能的色素和结构

以下图中甲图为叶绿体的结构模式图，乙图为不同色素的汲取光谱。结合这两个图思索

争论以下问题：

°400450~500_550~~600~~650~700波k（nm）

乙

1.甲图中的①②③所代表的结构分别是什么？

提示①代表叶绿体的外膜和内膜，②代表叶绿体基质，③代表基粒。

2.捕获光能的色素分布在甲图中的哪个结构上？该结构是如何构成的？

提示捕获光能的色素分布在甲图中的③基粒上，基粒是由一个个的类囊体堆叠而成

的。

3.叶绿体是如何增大生物膜面积的？

提示叶绿体中含有许多个基粒，而每个基粒是由许多个类囊体堆叠而成的，如此多的

基粒和类囊体极大的扩展了叶绿体的膜面积。

4.进行光合作用所必需的酶分布在叶绿体的哪些结构中？

提示分布在类囊体和基质中。

5.分析乙图，说精彩素1和色素2分别代表哪种色素？

提示色素1代表叶绿素b,色素2代表叶绿素a。

6.结合甲图和乙图，分析叶片为什么呈现绿色？

提示各种色素主要汲取蓝紫光和红光，而对绿光汲取最少，绿光被反射出去使叶片呈

绿色。

7.结合乙图分析，蔬菜大棚需要补充光源时，在光强相等的状况下，应补充哪种颜色

的光？

提示补充红光或蓝紫光，由于光合色素主要汲取的就是红光和蓝紫光。

【典例2】如图表示叶绿体中色素的汲取光谱（颜色深、浅分别表示汲取量多、少），那

么甲、乙两图分别是（）

紫红

4Q（）5Q06Q07OO.nm

~~II11’11・1

甲

紫红

400500600700nm

IIIIIii'"I

乙

A.胡萝卜素、叶绿素的汲取光谱

B.叶绿素、胡萝卜素的汲取光谱

C.叶黄素、叶绿素的汲取光谱

D.叶黄素、胡萝卜素的汲取光谱

解析由图可知，甲图汲取光谱在蓝紫光区430〜450nm和红光区640〜660nm之间，

应为叶绿素分子的汲取光谱；乙图汲取光谱在蓝紫光区，应为胡萝卜素的汲取光谱。

答案B

【跟踪训练】

2.关于叶绿素的表达，错误的选项是（）

A.叶绿素a和叶绿素b都含有Mg

B.叶绿素汲取的光可用于光合作用

C.叶绿素a和叶绿素b在红光区的汲取峰值不同

D.植物呈现绿色是由于叶绿素能有效地汲取绿光

解析叶绿素a和叶绿素b都含有Mg,A正确；叶绿素汲取的光可用于光合作用，B

正确；叶绿素a在红光区的汲取峰值高于叶绿素b,C正确；植物呈现绿色是由于叶绿素汲

取绿光最少，绿光被反射出来，D错误。

答案D

理教材网络附建构建知识把握脉络

学问脉络要点晨背

1.绿叶中色素提取的试剂是无水乙醇，别离所

用的试剂是层析液。

|叶绿体|2.提取和别离绿叶中的色素时，要选择新奇的

叶片，由于新奇的叶片中色素含量多。

3.研磨绿叶时要参加二氧化硅和碳酸钙，二氧

化硅可以使研磨充分，碳酸钙可以爱护色素。

4.在滤纸条上别离的色带从上而下分别是胡

萝卜素、叶黄素、叶绿素a和叶绿素b。

5.绿叶中四种色素的含量排序是叶绿素a＞叶

绿素b＞叶黄素〉胡萝卜素。

6.叶绿素主要汲取蓝紫光和红光，类胡萝卜素

主要汲取蓝紫光。

课堂达标基本技能随堂达标

1.（2016•长沙高一检测）将竖直放置的水绵和某种好氧细菌的混合溶液放在暗处，白光

透过三棱镜照在混合液处，一段时间后，好氧细菌的分布状况最