【天成教育】2022年高中生物必修一教师用书-5.4.1捕获光能的色素和结构

第4节能量之源——光与光合作用一、试验：绿叶中色素的提取和分别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：步骤名称操作过程取材称取5g新颖绿叶，剪碎，放入研钵中研磨加入少许二氧化硅和碳酸钙，再加入10mL无水乙醇，快速、充分研磨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收集用小试管收集色素滤液，准时将试管口用棉塞塞严2.分别绿叶中的色素(1)原理：各种色素在层析液中的溶解度不同，溶解度高的随层析液集中得快，反之则慢。因而色素就会随着层析液在滤纸上的集中而分别开来。(2)步骤：二、绿叶中色素种类、分布及吸取光谱色素种类颜色吸取光谱分布叶绿素(约占3/4)叶绿素a蓝绿色主要吸取蓝紫光和红光叶绿体中的类囊体薄膜上叶绿素b黄绿色类胡萝卜素(约占1/4)胡萝卜素橙黄色主要吸取蓝紫光叶黄素黄色三、叶绿体的结构与功能1．形态：一般呈扁平的椭球形或球形。2．结构：3．功能：是进行光合作用的场所。一、绿叶中色素的提取与分别1．教材问题探讨分析读教材P97—P98试验内容，争辩回答下列问题：(1)从绿叶中提取色素的过程中，为何要将绿叶充分研磨？提示：为了使叶绿体完全裂开，从而能提取出较多的色素。(2)为什么要将滤纸条的一端剪去两角？画滤液细线有什么要求？在干燥后要重复画一两次，请分析这样做的目的。提示：①剪去两角的目的是防止层析液在滤纸条的边缘集中过快。②滤液细线要细、直、齐，可使分别的色素带不重叠。③重复画线可增加色素含量使分别的色素带清楚，便于观看。如图是某同学试验所得到的层析结果，据图分析并填写图中自上而下色素的名称、颜色。提示：①胡萝卜素橙黄色②叶黄素黄色③叶绿素a蓝绿色④叶绿素b黄绿色2．推断下列说法是否正确(1)叶绿体中的色素既能溶于有机溶剂又能溶解于水中。(×)(2)可选用绿色植物任何部位的叶片进行色素的提取与分别。(×)(3)向研钵中加入少量的CaCO3和少量的SiO2作用是相同的。(×)(4)过滤色素溶液时，漏斗基部应放置多层滤纸。(×)(5)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。(√)二、叶绿体的结构与功能1．教材问题探讨分析(1)观看教材P99图5－11，阅读相关文字内容，争辩叶绿体与其功能相适应的结构特点有哪些？提示：叶绿体中基粒的类囊体薄膜上分布有吸取光能的色素和光合作用相关的酶；在叶绿体的基质中含有与光合作用有关的酶；组成基粒的类囊体薄膜，大大增加了膜面积。(2)阅读教材P100资料分析内容，争辩并沟通下列问题：试从试验材料选择、对比设置等方面分析恩格尔曼的试验方法有什么奇妙之处？从该试验还可得出什么结论？提示：奇妙之处：①试验材料选择水绵和好氧细菌，水绵的叶绿体呈螺旋式带状，便于观看；用好氧细菌可确定释放氧气多的部位。②没有空气的黑暗环境：排解了氧气和光的干扰。③用极细的光束点状投射：叶绿体上可分为获得光照多和光照少的部位，相当于一组对比试验。④进行黑暗(局部光照)和曝光对比试验。明确试验结果完全是由光照引起的等。结论：①叶绿体是进行光合作用的场所。②O2是由叶绿体释放的。2．推断下列说法是否正确(1)叶绿体基质中含有少量的DNA、RNA以及少量的色素。(×)(2)叶绿素对绿光不吸取，全部被反射，所以叶片呈绿色。(×)一、叶片颜色变化植物叶片呈现的颜色是叶片中各种色素的综合表现，其中主要是绿色的叶绿素和黄色的类胡萝卜素之间的比例。1．植物叶色正常是绿色的缘由：正常叶片中叶绿素和类胡萝卜素含量的比例约为3∶1，所以正常叶片总是绿色。2．秋天植物叶色变黄的缘由：叶绿素不稳定，低温下易被破坏，而类胡萝卜素分子比较稳定，不易被破坏，所以随着天气变冷，叶片渐渐呈现类胡萝卜素的颜色——黄色。二、试验留意事项1．选材：应选取鲜嫩、颜色深绿的叶片，以保证含有较多的色素。2．提取色素时研磨要快速、充分的缘由：无水酒精易挥发；为了使叶绿体完全裂开，从而能提取到较多的色素；叶绿素极不稳定，会在活细胞中的叶绿素水解酶作用下水解。3．制备滤纸条：剪取两角，以保证色素在滤纸条上集中均匀、整齐，便于观看试验结果，否则，会形成弧形色素带。4．画滤液细线要细而直，且干燥后重复画2～3次以增加色素含量。5．色素分别：滤液细线不要触及层析液，否则色素将溶解到层析液中，导致色素带不清楚。三、试验试剂的作用1．无水乙醇用于提取绿叶中的色素。2．层析液用于分别绿叶中的色素。3．研磨时加入的二氧化硅可使研磨更充分。4．碳酸钙可防止研磨过程中色素被破坏。[特殊提示]绿叶中色素提取分别试验特别现象分析(1)收集到的滤液绿色过浅的缘由分析：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：滤纸细线画得过粗。(3)滤纸条看不见色素带：①遗忘画滤液细线。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。[例1](新课标全国卷Ⅱ)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在红光区的吸取峰值不同D．植物呈现绿色是由于叶绿素能有效地吸取绿光[解析]叶绿素a和叶绿素b都含有镁元素，A项正确。叶绿素a和叶绿素b吸取的光能可用于光合作用的光反应，B项正确。在红光区叶绿素a的吸取峰值高于叶绿素b，C项正确。植物呈现绿色是由于叶绿素吸取绿光最少，绿光被反射出来，D项错误。[答案]D[例2](江苏高考)关于叶绿体中色素的提取和分别试验的操作，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；纸层析法分别滤液中色素时，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[课堂归纳][网络构建]填充：①叶绿素a、叶绿素b②胡萝卜素、叶黄素③类囊体④类囊体⑤DNA[关键语句]1．无水乙醇能提取绿叶中的色素，层析液可分别色素。2．用无水乙醇提取色素的原理是色素能溶解在无水乙醇中。3．不同色素在层析液中的溶解度不同，溶解度高的随层析液在滤纸上集中得快，