2024年新教材高中生物第五章细胞的能量供应和利用第4节第1课时捕获光能的色素和结构学案新人教版必修1

PAGE1-第1课时捕获光能的色素和结构学习目标核心素养1.说出叶绿体的结构和功能。2．说精彩素的种类及功能。3．进行绿叶中色素的提取和分别。1.生命观念：叶绿体的基粒大大扩展了膜面积，与叶绿体功能进行光合作用相适应。2．科学探究：学会提取和分别绿叶中色素的试验方法，沟通与探讨试验结果。学问点一捕获光能的色素1．生物圈得以维持运转的基础：eq\o(□,\s\up4(01))太阳光能的输入、捕获和转化。唯一能够捕获和转化光能的生物学途径：eq\o(□,\s\up4(02))光合作用。2．试验：绿叶中色素的提取和分别(1)试验原理(2)试验步骤①提取色素eq\a\vs4\al(问题思索)若没有无水乙醇，还可用什么来提取色素？提示：有机溶剂，如丙酮。

②分别色素3．视察结果滤纸条上色素带有四条，如下图所示：结果分析：(1)色素带的条数与色素种类有关，四条色素带说明有eq\o(□,\s\up4(28))四种色素。(2)色素带的宽窄与色素含量有关，色素带越宽说明此种色素含量越多。色素带最宽的是eq\o(□,\s\up4(29))叶绿素a，最窄的是eq\o(□,\s\up4(30))胡萝卜素，叶绿素b的色素带比叶黄素的稍宽。(3)色素带扩散速度与eq\o(□,\s\up4(31))溶解度有关，扩散速度越快说明eq\o(□,\s\up4(32))溶解度越高。(4)相邻两条色素带之间距离最远的是eq\o(□,\s\up4(33))胡萝卜素和叶黄素，最近的是eq\o(□,\s\up4(34))叶绿素a和叶绿素b。4．绿叶中色素的汲取光谱(1)光谱：阳光是由不同波长的光组合而成的复合光，在穿过三棱镜时，不同波长的光会分散开，形成eq\o(□,\s\up4(35))不同颜色的光带，称为光谱。(2)叶绿素a和叶绿素b主要汲取eq\o(□,\s\up4(36))蓝紫光和红光，胡萝卜素和叶黄素主要汲取eq\o(□,\s\up4(37))蓝紫光。eq\a\vs4\al(问题思索)制备滤纸条；在一端剪去两角的目的？提示：防止出现边缘效应，两边色素扩散的快，保证色素带整齐。eq\a\vs4\al(问题思索)重复画线的目的？提示：增加色素含量，使现象明显。eq\a\vs4\al(延长拓展)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，植物在黑暗中叶呈黄色。(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：镁是构成叶绿素的主要成分，缺镁叶片变黄。2．不同颜色温室大棚的光合效率(1)无色透亮大棚日光中各色光均能透过，有色大棚主要透过同色光，其他光被其汲取，所以无色透亮的大棚光合效率最高。(2)若需补光，则补蓝紫光、红光效果最好。(3)叶绿素对绿光汲取最少，因此绿色塑料大棚光合效率最低。eq\a\vs4\al(问题思索)叶片呈现绿色的缘由。提示：色素对绿光汲取最少，反射绿光最多，故叶片呈现绿色。

题型一叶绿体中色素的提取和分别[例1]某同学利用图中甲、乙两种方法对绿叶中的色素进行分别，得到图A、B所示的结果。下列与之相关的叙述中，错误的是()A．应向培育皿和烧杯中加入层析液B．应将滤液滴在甲图的a处，而不是b处C．层析液肯定不能触及乙图的d线D．A、B两图中1、2、3、4表示的色素带依次相同解题分析A图中1、2、3、4表示的色素带依次是胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a、叶绿素b，B图中1、2、3、4表示的色素带依次是叶绿素b、叶绿素a、叶黄素、胡萝卜素，它们的依次不同，D错误。答案D学问拓展试验异样现象分析(1)滤纸条未见色素带的缘由：①遗忘画滤液细线；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滤液绿色过浅的缘由：①未加二氧化硅，研磨不充分；②取材不好，叶片不够簇新，不是浓绿色；③加入无水乙醇过多，提取浓度太低；④未加CaCO3或加入过少，色素分子被破坏。题型二色素对光的汲取相关学问考查[例2](2024·河南周口高一检测)下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)，则图甲、乙分别是()A．胡萝卜素、叶绿素的汲取光谱B．叶绿素、类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题分析从图视察，图甲汲取光谱在蓝紫光区和红光区，应为叶绿素分子的汲取光谱；图乙汲取光谱只在蓝紫光区，应为类胡萝卜素的汲取光谱。答案B学问点二叶绿体的结构适于进行光合作用1．叶绿体(1)叶绿体的结构eq\a\vs4\al(问题思索)比较叶绿体和线粒体增大膜面积的方式。提示：线粒体：内膜向内折叠形成嵴；叶绿体：类囊体堆叠形成基粒。

②色素及酶的分布eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(c\o(□,\s\up4(06))类囊体的薄膜上分布着能够汲取、传递和转化光能的\o(□,\s\up4(07))色素。,与光合作用有关的酶分布在\o(□,\s\up4(08))类囊体的薄膜和\o(□,\s\up4(09))叶绿体基质中。,e\o(□,\s\up4(10))叶绿体基质中还含有少量DNA和RNA。))(2)分布：主要分布在植物的eq\o(□,\s\up4(11))叶肉细胞内。(3)功能：叶绿体是绿色植物进行eq\o(□,\s\up4(12))光合作用的场所。2．叶绿体功能的试验验证(1)试验者：德国科学家eq\o(□,\s\up4(13))恩格尔曼。(2)试验过程及现象资料1：②紧接着又做了一个试验：他用透过三棱镜的光照耀水绵临时装片，发觉大量的需氧细菌聚在红光和蓝紫光区域。(3)试验结论①叶绿体能eq\o(□,\s\up4(14))汲取光能用于光合作用放eq\o(□,\s\up4(15))氧。②叶绿体主要汲取eq\o(□,\s\up4(16))红光和蓝紫光。(4)试验设计的奇妙之处①试验材料用eq\o(□,\s\up4(17))水绵和好氧细菌，水绵的叶绿体呈eq\o(□,\s\up4(18))螺旋带状分布，便于视察，用好氧细菌可确定eq\o(□,\s\up4(19))释放氧气的部位。②没有空气的黑暗环境解除了eq\o(□,\s\up4(20))氧气和eq\o(□,\s\up4(21))光的干扰。③用极细的光束照耀，叶绿体上可分为eq\o(□,\s\up4(22))有光照和eq\o(□,\s\up4(23))无光照的部位，相当于一组对比试验。④临时装片局部曝光与完全暴露在光下的试验再一次验证明验结果。资料2：在叶绿体的类囊体和基质中，含有多种进行光合作用的酶。该资料说明eq\o(□,\s\up4(24))光合作用的有关生化反应在叶绿体中进行。3．总结在叶绿体内部巨大的膜表面上，分布着很多汲取光能的eq\o(□,\s\up4(25))色素分子，在eq\o(□,\s\up4(26))类囊体膜上和叶绿体基质中，还有很多进行光合作用所必需的酶。eq\o(□,\s\up4(27))色素和酶是叶绿体捕获光能、进行光合作用的结构基础。eq\a\vs4\al(问题思索)植物细胞肯定能进行光合作用吗？提示：不肯定。只有含有叶绿体的植物细胞才能进行光合作用，否则不能进行光合作用，如植物的根细胞、表皮细胞。eq\a\vs4\al(问题思索)叶绿体是细胞光合作用的场所，那么没有叶绿体就肯定不能进行光合作用吗？提示：不肯定。叶绿体不是细胞进行光合作用的唯一场所，如蓝细菌细胞中没有叶绿体，但含有叶绿素和藻蓝素，也能进行光合作用。题型三叶绿体的功能试验分析[例3]如图为水绵结构模式图。恩格尔曼进行光合作用试验时，把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，发觉水中的好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，好氧细菌则分布在叶绿体全部受光部位。此试验证明白()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解题分析好氧细菌分布在氧气较多的地方，叶绿体在光下进行光合作用放出氧气。此试验证明白叶绿体是光合作用的场所。答案B[例4]1880年美国生物学家恩格尔曼设计了一个试验探讨光合作用的光谱。他将棱镜产生的光谱投射到丝状水绵上，并在水绵悬液中放入好氧细菌，视察细菌的聚集状况(如下图)。他得出光合作用在红光区和蓝光区最强。这个试验的思路是()A．细菌对不同的光反应不一样，细菌聚集多的地方，细菌光合作用强B．好氧细菌聚集多的地方，O2浓度高，水绵光合作用强C．好氧细菌聚集多的地方，产生的有机物多，水绵光合作用强D．好氧细菌大量消耗O2，使水绵光合作用增加，则该种光有利于光合作用解题分析好氧菌代谢类型为异养需氧型，不能进行光合作用，A错误；水绵光合作用产生氧气，光合作用强的区域产生O2浓度高，好氧细菌生存条件相宜，聚集多，B正确；由试验结果知，好氧菌集中的地方，只能说明氧气浓度高，不能说明水绵光合作用产生的有机物的多少，C错误；水绵主要汲取红光和蓝紫光进行光合作用向外界释放氧气，才使好氧细菌集中在两区域，不是好氧菌消耗氧气多使水绵光合作用速度加快的，因果关系错，D错误。答案B1．(2024·龙岩高一检测)关于光合色素提取和分别试验的叙述，正确的是()A．菠菜绿叶可被用作色素提取的材料，在运用前用清水浸泡清洗，提取效果会更好B．加入少许CaCO3能避开类胡萝卜素被破坏C．色素分别的原理是色素易溶解于层析液D．用某一叶黄素缺失突变体水稻叶片进行试验，分别色素时(从上往下)其次条色素带缺失答案D解析由于色素不溶于水，用清水洗绿叶不影响试验结果，A错误；加入少许CaCO3能避开叶绿素被破坏，B错误；色素分别的原理是各色素随层析液在滤纸上扩散速度不同，C错误；用某一叶黄素缺失突变体水稻叶片进行试验，分别色素时从上往下其次条色素带为叶黄素的色带，会缺失，D正确。2．(2024·全国卷Ⅲ改编)植物光合作用的作用光谱是通过测量光合作用对不同波长光的反应(如O2的释放)来绘制的。下列叙述错误的是()A．类胡萝卜素在红光区汲取的光能可用于光合作用B．叶绿素的汲取光谱可通过测量其对不同波长光的汲取值来绘制C．光合作用的作用光谱也可用CO2的汲取速率随光波长的改变来表示D．叶片在640～660nm波长光下释放O2是由叶绿素参加光合作用引起的答案A解析类胡萝卜素只汲取蓝紫光，不汲取红光，A错误；叶绿素主要汲取红光和蓝紫光，汲取光谱可通过测量其对不同波长光的汲取值来绘制，B正确；光合作用须要汲取CO2，故可用CO2的汲取速率随光波长的改变来表示光合作用的作用光谱，C正确；依据汲取光谱可知，叶片在640～660nm波长光下释放O2是由叶绿素参加光合作用引起的，D正确。3．恩格尔曼用透过三棱镜的光照耀水绵临时装片，惊异地发觉大量的好氧细菌聚集在红光和蓝光区域，该试验能得出的结论主要是()A．好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．叶绿素主要汲取红光和蓝光D．叶绿体主要汲取红光和蓝光用于光合作用，释放氧气答案D解析该试验中恩格尔曼用透过三棱镜的光照耀水绵临时装片，发觉好氧细菌聚集在红光和蓝光区域，说明红光和蓝光部位有氧气产生，而氧气是光合作用的产物，所以该试验主要说明叶绿体主要汲取红光和蓝光用于光合作用，并释放氧气，D正确。4.下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．汲取光能的色素分布在②上C．与光合作用有关的酶只分布在③中D．叶绿体具有双层膜答案C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；汲取光能的色素分布在类囊体薄膜上，即②上，B正确；与光合作用有关的酶分布在类囊体薄膜上和基质中，C错误。5．如图是绿叶中色素的提取和分别过程图解，依据所学学问回答下列问题：(1)图1是色素的提取，其中甲过程按a、b、c依次加入5g绿叶、SiO2和CaCO3少许、10mL________；加入c的作用是________________________。(2)图1中乙过程是过滤得到含有色素的滤液，其中用的是单层尼龙布而不是纱布，缘由是________________________________________________。(3)图2中戊是沿铅笔细线画出含色素的滤液细线e，要求画出的e要________________，所以在画线时要待干燥后再画下一次，重复1～2次。(4)图2中己是纸层析分别色素的