2024-2025學(xué)年高中生物第5章第4節(jié)第1課時(shí)捕獲光能的色素和結(jié)構(gòu)學(xué)案新人教版必修1

PAGE11-第1課時(shí)捕獲光能的色素和結(jié)構(gòu)[學(xué)習(xí)目標(biāo)]1.說出葉綠體的結(jié)構(gòu)和功能。2.說精彩素的種類及功能。3.進(jìn)行綠葉中色素的提取和分別。學(xué)問點(diǎn)一捕獲光能的色素學(xué)問梳理1.試驗(yàn)原理2．試驗(yàn)步驟(1)提取色素(2)分別色素3．視察結(jié)果濾紙條上色素帶有四條，如下圖所示：結(jié)果分析：①色素帶的條數(shù)與色素種類有關(guān)，四條色素帶說明有eq\o(□,\s\up1(07))四種色素。②色素帶的寬窄與色素含量有關(guān)，色素帶越寬說明此種色素含量越多。色素含量由多到少依次為eq\o(□,\s\up1(08))葉綠素a、葉綠素b、葉黃素、胡蘿卜素。③色素帶擴(kuò)散速度與eq\o(□,\s\up1(09))溶解度有關(guān)，擴(kuò)散速度越快說明溶解度越高。溶解度由大到小依次為eq\o(□,\s\up1(10))胡蘿卜素、葉黃素、葉綠素a、葉綠素b。④相鄰兩條色素帶之間距離最遠(yuǎn)的是eq\o(□,\s\up1(11))胡蘿卜素和葉黃素，最近的是eq\o(□,\s\up1(12))葉綠素a和葉綠素b。4．色素對光汲取的差異1.葉片呈現(xiàn)綠色的緣由？提示：綠葉中含有葉綠素、葉黃素、胡蘿卜素，葉綠素含量高，且對綠光汲取最少，因此呈現(xiàn)為綠色。2．植物的葉片到秋天有的呈黃色，有的呈紅色，是什么緣由造成的？提示：到了秋天，隨著氣溫的下降，葉片中的葉綠素被分解，而在低氣溫下新的葉綠素?zé)o法形成，所以含量較少的類胡蘿卜素和液泡中的花青素的顏色漸漸呈現(xiàn)出來，而有的植物花青素含量多，在秋季葉片就呈現(xiàn)紅色；有的植物呈現(xiàn)葉黃素和胡蘿卜素所具有的黃色。3．(實(shí)踐應(yīng)用)溫室或大棚種植蔬菜時(shí)，應(yīng)選擇什么顏色的玻璃、塑料薄膜或補(bǔ)充什么樣的光源？提示：葉綠素主要汲取藍(lán)紫光和紅光，類胡蘿卜素主要汲取藍(lán)紫光，須要留意的是這兩種色素也汲取其他波長的光，因此溫室或大棚種植蔬菜時(shí)，應(yīng)選擇無色透亮的玻璃、塑料薄膜或者補(bǔ)充藍(lán)紫光更有利于植物進(jìn)行光合作用。典題分析題型一色素的提取和分別[例1]某同學(xué)在進(jìn)行“綠葉中色素的提取和分別”試驗(yàn)時(shí)，進(jìn)行了以下操作：①將5g簇新菠菜葉片剪碎放入研缽中，加入無水乙醇后干脆進(jìn)行研磨②將預(yù)備好的濾紙條一端剪去兩角，在距這一端1cm處用鋼筆畫一條橫線③為增加試驗(yàn)效果，將濾液細(xì)線畫粗些④將濾紙條畫有濾液細(xì)線的一端朝下，輕輕插入層析液中，讓濾液細(xì)線浸入層析液中該同學(xué)操作有誤的是()A．① B．①②C．①②③ D．①②③④解題分析相關(guān)操作中，正確的做法是：①提取綠葉中的色素時(shí)，在將5g簇新菠菜葉片剪碎放入研缽中后，應(yīng)加入少許二氧化硅和碳酸鈣，再加入10mL無水乙醇，進(jìn)行快速、充分地研磨；②制作濾紙條時(shí)，應(yīng)將預(yù)備好的濾紙條一端剪去兩角，在距這一端1cm處用鉛筆畫一條細(xì)的橫線，而不是用鋼筆；③畫濾液細(xì)線時(shí)，為確保色素帶分別整齊、不重疊，應(yīng)保證濾液細(xì)線細(xì)、直、齊，為增加試驗(yàn)效果，應(yīng)重復(fù)畫線使濾液細(xì)線處積累較多色素；④分別色素時(shí)，應(yīng)將濾紙條畫有濾液細(xì)線的一端朝下，略微斜靠著燒杯的內(nèi)壁，輕輕插入層析液中，隨后蓋上培育皿蓋，為了防止濾液細(xì)線中的色素溶于層析液中，不能讓濾液細(xì)線觸及層析液。答案D[例2]在做“綠葉中色素的提取和分別”試驗(yàn)時(shí)，甲、乙、丙、丁四位同學(xué)對相關(guān)試劑的運(yùn)用狀況如下表所示(“＋”表示運(yùn)用，“－”表示未運(yùn)用)，其余操作均正常，他們所得的試驗(yàn)結(jié)果依次應(yīng)為()A．①②③④ B．②④①③C．④②③① D．③②①④解題分析由表可知，甲同學(xué)加的溶劑為水，而不是有機(jī)溶劑無水乙醇，色素不溶于水，因而提取不到葉綠體中的色素，所得結(jié)果應(yīng)為②；乙同學(xué)的操作正確，應(yīng)為④，即自上而下依次出現(xiàn)胡蘿卜素、葉黃素、葉綠素a和葉綠素b，且葉綠素a和葉綠素b的含量較多；丙同學(xué)盡管運(yùn)用了有機(jī)溶劑無水乙醇，可以提取到色素，但由于未加CaCO3，葉綠素可能會(huì)被破壞，因而下邊的兩條色素帶比正常的窄，應(yīng)為①；丁同學(xué)未加SiO2，可能研磨不充分，導(dǎo)致各種色素的提取量均少于正常水平，應(yīng)為③。答案B題后歸納試驗(yàn)異樣現(xiàn)象分析(1)濾紙條未見色素帶的緣由：①遺忘畫濾液細(xì)線。②濾液細(xì)線接觸到層析液，使得色素溶解于層析液中。③用水進(jìn)行綠葉中色素的提取。(2)濾液綠色過淺的緣由：①未加二氧化硅，研磨不充分。②取材不好，葉片不夠簇新，不是濃綠色。③加入無水乙醇過多，提取濃度太低。④未加CaCO3或加入過少，色素分子被破壞。學(xué)問點(diǎn)二葉綠體的結(jié)構(gòu)和功能學(xué)問梳理1.葉綠體(1)葉綠體的結(jié)構(gòu)①aeq\o(□,\s\up1(01))外膜和beq\o(□,\s\up1(02))內(nèi)膜使其內(nèi)部結(jié)構(gòu)與eq\o(□,\s\up1(03))細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)分開，保證了葉綠體相對獨(dú)立地進(jìn)行代謝活動(dòng)。②由ceq\o(□,\s\up1(04))類囊體堆疊而成的deq\o(□,\s\up1(05))基粒，增大了膜面積。③ceq\o(□,\s\up1(06))類囊體的薄膜上分布著能夠汲取、傳遞和轉(zhuǎn)化光能的eq\o(□,\s\up1(07))色素。④eeq\o(□,\s\up1(08))葉綠體基質(zhì)中還含有少量DNA和RNA。⑤與光合作用有關(guān)的酶分布在eq\o(□,\s\up1(09))類囊體的薄膜和eq\o(□,\s\up1(10))葉綠體基質(zhì)中。(2)分布：主要分布在植物的eq\o(□,\s\up1(11))葉肉細(xì)胞內(nèi)。(3)功能：葉綠體是綠色植物進(jìn)行eq\o(□,\s\up1(12))光合作用的場所。2．葉綠體功能的試驗(yàn)驗(yàn)證(1)試驗(yàn)過程及現(xiàn)象(2)試驗(yàn)結(jié)論①葉綠體是進(jìn)行eq\o(□,\s\up1(03))光合作用的場所。②O2是由葉綠體釋放的。(3)試驗(yàn)設(shè)計(jì)的奇妙之處①試驗(yàn)材料用eq\o(□,\s\up1(04))水綿和好氧細(xì)菌，水綿的葉綠體呈eq\o(□,\s\up1(05))螺旋式帶狀，便于視察，用好氧細(xì)菌可確定eq\o(□,\s\up1(06))釋放氧氣的部位。②沒有空氣的黑暗環(huán)境解除了eq\o(□,\s\up1(07))氧氣和eq\o(□,\s\up1(08))光的干擾。③用極細(xì)的光束照耀，葉綠體上可分為eq\o(□,\s\up1(09))有光照和eq\o(□,\s\up1(10))無光照的部位，相當(dāng)于一組對比試驗(yàn)。④臨時(shí)裝片局部曝光與完全暴露在光下的試驗(yàn)再一次驗(yàn)證明驗(yàn)結(jié)果。1.植物細(xì)胞肯定能進(jìn)行光合作用嗎？提示：不肯定。只有含有葉綠體的植物細(xì)胞才能進(jìn)行光合作用，否則不能進(jìn)行光合作用，如植物的根細(xì)胞、表皮細(xì)胞。2．葉綠體是細(xì)胞光合作用的場所，那么沒有葉綠體就肯定不能進(jìn)行光合作用嗎？提示：不肯定。葉綠體不是細(xì)胞進(jìn)行光合作用的唯一場所，如藍(lán)藻細(xì)胞中沒有葉綠體，但含有葉綠素和藻藍(lán)素，也能進(jìn)行光合作用。典題分析題型二葉綠體的結(jié)構(gòu)[例3]下圖為葉綠體結(jié)構(gòu)示意圖，下列敘述不正確的是()A．①具有選擇透過性B．汲取光能的色素分布在②上C．與光合作用有關(guān)的酶只分布在③中D．葉綠體具有雙層膜解題分析葉綠體是由雙層膜構(gòu)成的，它們具有選擇透過性，汲取光能的色素分布在類囊體薄膜上，與光合作用有關(guān)的酶分布在類囊體薄膜上和基質(zhì)中。答案C課堂小結(jié)一、學(xué)問結(jié)構(gòu)二、重要術(shù)語1．葉綠體2.類囊體3.色素三、重要概念葉綠體是進(jìn)行光合作用的場所，葉綠體中的色素包括葉綠素和類胡蘿卜素。當(dāng)堂檢測——查漏補(bǔ)缺鞏固提升1．關(guān)于光合色素提取和分別試驗(yàn)的敘述，正確的是()A．菠菜綠葉可被用作色素提取的材料，在運(yùn)用前用清水浸泡清洗，提取效果會(huì)更好B．加入少許CaCO3能避開類胡蘿卜素被破壞C．色素分別的原理是色素易溶解于層析液D．用某一葉黃素缺失突變體水稻葉片進(jìn)行試驗(yàn)，分別色素時(shí)(從上往下)其次條色素帶缺失答案D解析由于色素不溶于水，用水清洗綠葉不影響試驗(yàn)結(jié)果，A錯(cuò)誤；加入少許CaCO3能避開葉綠素被破壞，B錯(cuò)誤；色素分別的原理是各色素隨層析液在濾紙上擴(kuò)散速度不同，C錯(cuò)誤；用某一葉黃素缺失突變體水稻葉片進(jìn)行試驗(yàn)，分別色素時(shí)(從上往下)其次條色素帶缺失，D正確。2．李明進(jìn)行綠葉中色素分別試驗(yàn)時(shí)，用圓形濾紙?zhí)鎿Q條形濾紙，并在濾紙圓心處滴一滴色素提取液進(jìn)行層析，結(jié)果形成近似同心的四個(gè)色素環(huán)，由圓心向外處于第三圈色素環(huán)的顏色為()A．藍(lán)綠色 B．黃綠色C．黃色 D．橙黃色答案C解析由題意及色素在層析液中溶解度可知，處于第三圈的色素為葉黃素，其顏色為黃色。3．恩格爾曼用透過三棱鏡的光照耀水綿臨時(shí)裝片，驚異地發(fā)覺大量的好氧細(xì)菌聚集在紅光和藍(lán)光區(qū)域，該試驗(yàn)?zāi)艿贸龅慕Y(jié)論主要是()A．好氧細(xì)菌沒有線粒體也能進(jìn)行有氧呼吸B．光合作用釋放氧氣的部位是葉綠體的類囊體C．葉綠素主要汲取紅光和藍(lán)光D．葉綠體主要汲取紅光和藍(lán)光用于光合作用，釋放氧氣答案D解析該試驗(yàn)中恩格爾曼用透過三棱鏡的光照耀水綿臨時(shí)裝片，發(fā)覺好氧細(xì)菌聚集在紅光和藍(lán)光區(qū)域，說明紅光和藍(lán)光部位有氧氣產(chǎn)生，而氧氣是光合作用光反應(yīng)的產(chǎn)物，所以該試驗(yàn)主要說明葉綠體主要汲取紅光和藍(lán)光用于光合作用，并釋放氧氣，D正確。4．將豎直放置的水綿和某種好氧細(xì)菌的混合溶液放在暗處，白光透過三棱鏡照在混合液處，一段時(shí)間后，好氧細(xì)菌的分布狀況最可能是()A．隨機(jī)、勻稱分布在混合液中B．集中分布在上下兩側(cè)C．集中分布在中心位置D．集中分布在溶液的下層答案B解析白光透過三棱鏡后，紅光分布在水綿上側(cè)，藍(lán)紫光分布在水綿下側(cè)，由于色素主要汲取紅光和藍(lán)紫光，因此豎直放置的水綿在上側(cè)和下側(cè)光合作用較強(qiáng)，產(chǎn)生的氧氣較多，好氧細(xì)菌在這兩處集中分布。5．圖甲～丁表示用簇新菠菜進(jìn)行“綠葉中色素的提取和分別”試驗(yàn)的幾個(gè)主要操作步驟。請據(jù)圖回答下列問題：(1)圖甲～丁中，試驗(yàn)操作步驟的先后依次是____________(填序號(hào))。(2)視察圖中試劑a、b，其顏色依次是________。(3)步驟丙中，濾紙條上出現(xiàn)四條色素帶，那么最上面一條色素帶的色素名稱是________。(4)在該試驗(yàn)的操作過程中，有同學(xué)按下列方法操作，其中不合理的有________(在a～d中選擇填空)。a．用蒸餾水替代無水乙醇提取色素b．在充分研磨葉片后馬上加入碳酸鈣c．用定性濾紙?zhí)娲啿歼^濾研磨液d．沿鉛筆線連續(xù)數(shù)次畫濾液細(xì)線(5)請嘗試運(yùn)用該試驗(yàn)方法，探究菠菜葉生長過程中色素種類和含量的改變，簡要寫出試驗(yàn)的主要思路：______________________________________________________________________________________________________。答案(1)乙、丁、甲、丙(2)無色、無色(3)胡蘿卜素(4)abcd(5)稱取相同質(zhì)量的不同葉齡菠菜葉，進(jìn)行相同試驗(yàn)操作，分別提取和分別色素，視察比較層析后濾紙條上色素帶條數(shù)及帶寬解析(1)據(jù)圖分析，甲表示畫濾液細(xì)線，乙表示研磨、提取色素，丙表示分別色素，丁表示過濾，則試驗(yàn)操作步驟的先后依次