2024-2025学年高中生物第5章第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

PAGE11-第1课时捕获光能的色素和结构[学习目标]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。学问点一捕获光能的色素学问梳理1.试验原理2．试验步骤(1)提取色素(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\up1(07))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。色素含量由多到少依次为eq\o(□,\s\up1(08))叶绿素a、叶绿素b、叶黄素、胡萝卜素。③色素带扩散速度与eq\o(□,\s\up1(09))溶解度有关，扩散速度越快说明溶解度越高。溶解度由大到小依次为eq\o(□,\s\up1(10))胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a、叶绿素b。④相邻两条色素带之间距离最远的是eq\o(□,\s\up1(11))胡萝卜素和叶黄素，最近的是eq\o(□,\s\up1(12))叶绿素a和叶绿素b。4．色素对光汲取的差异1.叶片呈现绿色的缘由？提示：绿叶中含有叶绿素、叶黄素、胡萝卜素，叶绿素含量高，且对绿光汲取最少，因此呈现为绿色。2．植物的叶片到秋天有的呈黄色，有的呈红色，是什么缘由造成的？提示：到了秋天，随着气温的下降，叶片中的叶绿素被分解，而在低气温下新的叶绿素无法形成，所以含量较少的类胡萝卜素和液泡中的花青素的颜色渐渐呈现出来，而有的植物花青素含量多，在秋季叶片就呈现红色；有的植物呈现叶黄素和胡萝卜素所具有的黄色。3．(实践应用)温室或大棚种植蔬菜时，应选择什么颜色的玻璃、塑料薄膜或补充什么样的光源？提示：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，须要留意的是这两种色素也汲取其他波长的光，因此温室或大棚种植蔬菜时，应选择无色透亮的玻璃、塑料薄膜或者补充蓝紫光更有利于植物进行光合作用。典题分析题型一色素的提取和分别[例1]某同学在进行“绿叶中色素的提取和分别”试验时，进行了以下操作：①将5g簇新菠菜叶片剪碎放入研钵中，加入无水乙醇后干脆进行研磨②将预备好的滤纸条一端剪去两角，在距这一端1cm处用钢笔画一条横线③为增加试验效果，将滤液细线画粗些④将滤纸条画有滤液细线的一端朝下，轻轻插入层析液中，让滤液细线浸入层析液中该同学操作有误的是()A．① B．①②C．①②③ D．①②③④解题分析相关操作中，正确的做法是：①提取绿叶中的色素时，在将5g簇新菠菜叶片剪碎放入研钵中后，应加入少许二氧化硅和碳酸钙，再加入10mL无水乙醇，进行快速、充分地研磨；②制作滤纸条时，应将预备好的滤纸条一端剪去两角，在距这一端1cm处用铅笔画一条细的横线，而不是用钢笔；③画滤液细线时，为确保色素带分别整齐、不重叠，应保证滤液细线细、直、齐，为增加试验效果，应重复画线使滤液细线处积累较多色素；④分别色素时，应将滤纸条画有滤液细线的一端朝下，略微斜靠着烧杯的内壁，轻轻插入层析液中，随后盖上培育皿盖，为了防止滤液细线中的色素溶于层析液中，不能让滤液细线触及层析液。答案D[例2]在做“绿叶中色素的提取和分别”试验时，甲、乙、丙、丁四位同学对相关试剂的运用状况如下表所示(“＋”表示运用，“－”表示未运用)，其余操作均正常，他们所得的试验结果依次应为()A．①②③④ B．②④①③C．④②③① D．③②①④解题分析由表可知，甲同学加的溶剂为水，而不是有机溶剂无水乙醇，色素不溶于水，因而提取不到叶绿体中的色素，所得结果应为②；乙同学的操作正确，应为④，即自上而下依次出现胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a和叶绿素b，且叶绿素a和叶绿素b的含量较多；丙同学尽管运用了有机溶剂无水乙醇，可以提取到色素，但由于未加CaCO3，叶绿素可能会被破坏，因而下边的两条色素带比正常的窄，应为①；丁同学未加SiO2，可能研磨不充分，导致各种色素的提取量均少于正常水平，应为③。答案B题后归纳试验异样现象分析(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。学问点二叶绿体的结构和功能学问梳理1.叶绿体(1)叶绿体的结构①aeq\o(□,\s\up1(01))外膜和beq\o(□,\s\up1(02))内膜使其内部结构与eq\o(□,\s\up1(03))细胞质基质分开，保证了叶绿体相对独立地进行代谢活动。②由ceq\o(□,\s\up1(04))类囊体堆叠而成的deq\o(□,\s\up1(05))基粒，增大了膜面积。③ceq\o(□,\s\up1(06))类囊体的薄膜上分布着能够汲取、传递和转化光能的eq\o(□,\s\up1(07))色素。④eeq\o(□,\s\up1(08))叶绿体基质中还含有少量DNA和RNA。⑤与光合作用有关的酶分布在eq\o(□,\s\up1(09))类囊体的薄膜和eq\o(□,\s\up1(10))叶绿体基质中。(2)分布：主要分布在植物的eq\o(□,\s\up1(11))叶肉细胞内。(3)功能：叶绿体是绿色植物进行eq\o(□,\s\up1(12))光合作用的场所。2．叶绿体功能的试验验证(1)试验过程及现象(2)试验结论①叶绿体是进行eq\o(□,\s\up1(03))光合作用的场所。②O2是由叶绿体释放的。(3)试验设计的奇妙之处①试验材料用eq\o(□,\s\up1(04))水绵和好氧细菌，水绵的叶绿体呈eq\o(□,\s\up1(05))螺旋式带状，便于视察，用好氧细菌可确定eq\o(□,\s\up1(06))释放氧气的部位。②没有空气的黑暗环境解除了eq\o(□,\s\up1(07))氧气和eq\o(□,\s\up1(08))光的干扰。③用极细的光束照耀，叶绿体上可分为eq\o(□,\s\up1(09))有光照和eq\o(□,\s\up1(10))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。1.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。2．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，如蓝藻细胞中没有叶绿体，但含有叶绿素和藻蓝素，也能进行光合作用。典题分析题型二叶绿体的结构[例3]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．叶绿体具有双层膜解题分析叶绿体是由双层膜构成的，它们具有选择透过性，汲取光能的色素分布在类囊体薄膜上，与光合作用有关的酶分布在类囊体薄膜上和基质中。答案C课堂小结一、学问结构二、重要术语1．叶绿体2.类囊体3.色素三、重要概念叶绿体是进行光合作用的场所，叶绿体中的色素包括叶绿素和类胡萝卜素。当堂检测——查漏补缺巩固提升1．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，用水清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)其次条色素带缺失，D正确。2．李明进行绿叶中色素分别试验时，用圆形滤纸替换条形滤纸，并在滤纸圆心处滴一滴色素提取液进行层析，结果形成近似同心的四个色素环，由圆心向外处于第三圈色素环的颜色为()A．蓝绿色 B．黄绿色C．黄色 D．橙黄色答案C解析由题意及色素在层析液中溶解度可知，处于第三圈的色素为叶黄素，其颜色为黄色。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，而氧气是光合作用光反应的产物，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．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可能是()A．随机、匀称分布在混合液中B．集中分布在上下两侧C．集中分布在中心位置D．集中分布在溶液的下层答案B解析白光透过三棱镜后，红光分布在水绵上侧，蓝紫光分布在水绵下侧，由于色素主要汲取红光和蓝紫光，因此竖直放置的水绵在上侧和下侧光合作用较强，产生的氧气较多，好氧细菌在这两处集中分布。5．图甲～丁表示用簇新菠菜进行“绿叶中色素的提取和分别”试验的几个主要操作步骤。请据图回答下列问题：(1)图甲～丁中，试验操作步骤的先后依次是____________(填序号)。(2)视察图中试剂a、b，其颜色依次是________。(3)步骤丙中，滤纸条上出现四条色素带，那么最上面一条色素带的色素名称是________。(4)在该试验的操作过程中，有同学按下列方法操作，其中不合理的有________(在a～d中选择填空)。a．用蒸馏水替代无水乙醇提取色素b．在充分研磨叶片后马上加入碳酸钙c．用定性滤纸替代纱布过滤研磨液d．沿铅笔线连续数次画滤液细线(5)请尝试运用该试验方法，探究菠菜叶生长过程中色素种类和含量的改变，简要写出试验的主要思路：______________________________________________________________________________________________________。答案(1)乙、丁、甲、丙(2)无色、无色(3)胡萝卜素(4)abcd(5)称取相同质量的不同叶龄菠菜叶，进行相同试验操作，分别提取和分别色素，视察比较层析后滤纸条上色素带条数及带宽解析(1)据图分析，甲表示画滤液细线，乙表示研磨、提取色素，丙表示分别色素，丁表示过滤，则试验操作步骤的先后依次