【高中生物】2023-2024學(xué)年人教版 必修一 捕獲光能的色素和結(jié)構(gòu) 課件

第5章細(xì)胞的能量供應(yīng)和利用第4節(jié)光合作用與能量轉(zhuǎn)化第1課時捕獲光能的色素和結(jié)構(gòu)1.進(jìn)行綠葉中色素的提取和分離2.簡述綠葉中色素的種類及功能3.運用結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的觀念，解釋葉綠體適于進(jìn)行光合作用的結(jié)構(gòu)特點1.生命觀念：葉綠體的基粒大大擴展了膜面積，與葉綠體進(jìn)行光合作用的功能相適應(yīng)2.科學(xué)探究：學(xué)會提取和分離綠葉中色素的實驗方法，交流與討論實驗結(jié)果學(xué)習(xí)目標(biāo)核心素養(yǎng)目錄CONTENTS01知識梳理歸納總結(jié)ZHISHISHULIGUINAZONGJIE02學(xué)習(xí)目標(biāo)

自主檢測XUEXIMUBIAOZIZHUJIANCE03重難突破易錯攻克ZHONGNANTUPOYICUOGONGKE04課后課時作業(yè)KEHOUKESHIZUOYE01知識梳理歸納總結(jié)ZHISHISHULIGUINAZONGJIE光合作用無水乙醇不同快層析液有助于研磨得充分可防止研磨中色素被破壞單層尼龍布棉塞防止無水乙醇揮發(fā)干燥剪去兩角鉛筆毛細(xì)吸管細(xì)、防止色素帶重疊而影響分離效果齊、直濾液細(xì)線棉塞濾液細(xì)線濾液細(xì)線中的色素會被層析液溶解1.制備濾紙條時，在濾紙條一端剪去兩角的目的？提示：防止出現(xiàn)邊緣效應(yīng)造成兩邊色素擴散得快，保證色素帶整齊。2.鉛筆畫一條細(xì)線的目的？重復(fù)畫線的目的？提示：保證毛細(xì)吸管畫的濾液細(xì)線直、齊。增加色素含量，使現(xiàn)象明顯。提示橙黃色黃色類胡蘿卜素藍(lán)綠色黃綠色葉綠素四種葉綠素a葉綠素b葉黃素胡蘿卜素色素在層析液中的溶解度溶解度越高胡蘿卜素不同顏色的光帶藍(lán)紫藍(lán)紫光和紅光1.影響葉綠素合成的因素(1)光照：光是葉綠素合成的必要條件。(2)溫度：低溫抑制葉綠素的合成，破壞已有的葉綠素分子，從而使葉片變黃。(3)鎂等無機鹽：鎂是構(gòu)成葉綠素的重要成分，缺鎂葉片變黃。2.不同顏色溫室大棚的光合效率(1)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，溫室大棚應(yīng)使用無色透明的塑料薄膜或玻璃，因為它們能讓所有的光都透過，效果最好。(2)若為大棚內(nèi)植物補充光照，應(yīng)選擇補充紅光或藍(lán)紫光，因為相同強度的紅光或藍(lán)紫光，比白光的光合作用強度要高。(3)葉綠素對綠光吸收最少，因此使用綠色塑料薄膜或玻璃的溫室大棚光合效率最低。酶光合色素酶酶的附著恩格爾曼吸收光能氧紅光和藍(lán)紫光水綿和需氧細(xì)菌螺旋帶狀釋放氧氣氧氣光有光照無光照(1)并不是所有的植物細(xì)胞都含有葉綠體，只有進(jìn)行光合作用的植物細(xì)胞才含有葉綠體。(2)色素不只是分布于葉綠體中，也可分布于液泡中，如花青素，但是液泡中的色素不能用于光合作用。(3)葉綠體不是細(xì)胞進(jìn)行光合作用的唯一場所，如藍(lán)細(xì)菌細(xì)胞沒有葉綠體，它進(jìn)行光合作用的場所是細(xì)胞質(zhì)。1.植物依靠哪些色素捕獲光能？答案葉綠素(葉綠素a、葉綠素b)、類胡蘿卜素(胡蘿卜素、葉黃素)。2.葉綠體的結(jié)構(gòu)有哪些適于進(jìn)行光合作用的特點？答案類囊體堆疊成基粒，大大增加了膜面積；類囊體膜上和葉綠體基質(zhì)中存在許多進(jìn)行光合作用所必需的酶，類囊體膜上分布著許多吸收光能的色素分子。答案學(xué)習(xí)目標(biāo)自主檢測02XUEXIMUBIAOZIZHUJIANCE1.(目標(biāo)1)下列有關(guān)葉綠體色素提取和分離的實驗，敘述不正確的是(

)A.新鮮的深綠色葉片可用于色素的提取和分離B.加酒精研磨的新鮮葉片，過濾后可得到色素提取液C.色素在濾紙條上分離的原理是不同色素在層析液中的溶解度不同，擴散的速度不同D.畫有色素濾液的細(xì)線浸入層析液中，利于溶解的色素分離答案2.(目標(biāo)2)秋季的北京香山，黃櫨、紅楓、銀杏等樹種的葉片由綠變紅或變黃，一時間層林盡染，分外妖嬈。低溫造成葉肉細(xì)胞中含量下降最顯著的色素是(

)A.葉綠素 B.葉黃素C.胡蘿卜素 D.花青素答案3.(目標(biāo)3)恩格爾曼用透過三棱鏡的光照射水綿臨時裝片，驚奇地發(fā)現(xiàn)大量的需氧細(xì)菌聚集在紅光和藍(lán)紫光區(qū)域，該實驗?zāi)艿贸龅慕Y(jié)論主要是(

)A.需氧細(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.葉綠素主要吸收紅光和藍(lán)紫光D.葉綠體主要吸收紅光和藍(lán)紫光用于光合作用，釋放氧氣答案解析該實驗中恩格爾曼用透過三棱鏡的光照射水綿臨時裝片，發(fā)現(xiàn)需氧細(xì)菌聚集在紅光和藍(lán)紫光區(qū)域，說明紅光和藍(lán)紫光部位有氧氣產(chǎn)生，而氧氣是光合作用的產(chǎn)物，所以該實驗主要說明葉綠體主要吸收紅光和藍(lán)紫光用于光合作用，并釋放氧氣，D正確。解析4.(目標(biāo)1)下列有關(guān)“綠葉中色素的提取和分離”實驗的敘述，錯誤的是(

)A.擴散速度最慢的是葉綠素b，呈黃綠色B.色素帶最寬、最窄的分別是葉綠素a和葉黃素C.此實驗主要探究綠葉中色素的種類D.研磨時加二氧化硅充分破壞葉綠體，以獲得更多的色素解析色素帶最寬的是葉綠素a，最窄的是胡蘿卜素，B錯誤。答案解析5.(目標(biāo)3)如圖為葉綠體結(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.吸收光能的色素分布在③中C.與光合作用有關(guān)的酶分布在②③中D.葉綠體具有雙層膜解析葉綠體是由雙層膜構(gòu)成的，它們具有選擇透過性，A、D正確；吸收光能的色素分布在類囊體薄膜上，即②上，B錯誤；與光合作用有關(guān)的酶分布在類囊體薄膜上和葉綠體基質(zhì)中，C正確。答案解析學(xué)習(xí)目標(biāo)自主檢測02XUEXIMUBIAOZIZHUJIANCE重難突破易錯攻克03ZHONGDANTUPOYICUOGONGKE[例1]在做“綠葉中色素的提取和分離”實驗時，甲、乙、丙、丁四位同學(xué)對相關(guān)試劑的使用情況如下表所示(“＋”表示使用，“－”表示未使用)，其余操作均正常，他們所得的實驗結(jié)果依次應(yīng)為(

)A.①②③④B.②④①③C.④②③①D.③②①④甲乙丙丁無水乙醇－＋＋＋水＋－－－CaCO3＋＋－＋SiO2＋＋＋－答案解題分析由表可知，甲同學(xué)加的溶劑為水，而不是有機溶劑無水乙醇，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)盡管使用了有機溶劑無水乙醇，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。解題分析[例2]科研人員發(fā)現(xiàn)了一種色素缺失的豌豆變異植株，提取其色素并進(jìn)行了紙層析分離，結(jié)果如圖(圖中數(shù)字代表正常植株的色素帶位置)。以下關(guān)于該變異植株的敘述正確的是(

)A.缺失葉綠素b，植株對藍(lán)紫光、紅光的吸收能力減弱B.缺失胡蘿卜素，植株對藍(lán)紫光的吸收能力減弱C.缺失葉綠素a，植株對紅光的吸收能力減弱D.缺失葉黃素，植株對藍(lán)紫光的吸收能力減弱答案解題分析根據(jù)題意并分析圖示可知，①是胡蘿卜素、③是葉綠素a、④是葉綠素b；圖中缺失的是葉黃素。葉綠素a和葉綠素b主要吸收紅光和藍(lán)紫光；胡蘿卜素和葉黃素主要吸收藍(lán)紫光。該變異植株缺失葉黃素，因此對藍(lán)紫光的吸收能力減弱，D正確。解題分析實驗異?，F(xiàn)象分析(1)濾紙條未見色素帶的原因：①忘記畫濾液細(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)濾液綠色過淺的原因：①未加二氧化硅，研磨不充分；②取材不好，葉片不夠新鮮，不是濃綠色；③加入無水乙醇過多，提取液濃度太低；④未加CaCO3或加入過少，色素分子被破壞。[例3]如圖為水綿結(jié)構(gòu)模式圖。恩格爾曼進(jìn)行光合作用實驗時，把載有水綿和需氧細(xì)菌的臨時裝片放在沒有空氣的黑暗環(huán)境里，然后用極細(xì)的光束對水綿細(xì)胞的不同部位(如a處)做點狀投射，發(fā)現(xiàn)水中的需氧細(xì)菌明顯聚集在葉綠體被光投射處；若將裝片完全暴露在光下，需氧細(xì)菌則分布在葉綠體所有受光部位。此實驗證明了(

)A.氧氣是由水分解來的B.氧氣是葉綠體釋放出來的，葉綠體是光合作用的場所C.光合作用能產(chǎn)生淀粉D.光合作用需以二氧化碳為原料答案解題分析需氧細(xì)菌分布在氧氣較多的地方，實驗中需氧細(xì)菌分布在葉綠體受光的部位，則此實驗證明了氧氣是葉綠體釋放出來的，葉綠體是光合作用的場所。解題分析[例4]科學(xué)家恩格爾曼用透過三棱鏡的光照射水綿臨時裝片，發(fā)現(xiàn)好氧細(xì)菌大量聚集在如圖所示區(qū)域。以下分析不正確的是(

)A.實驗過程中裝片需放置在黑暗環(huán)境中是為了設(shè)置自變量B.水綿光合作用產(chǎn)生的O2能進(jìn)入細(xì)菌的線粒體與[H]結(jié)合生成H2OC.圖中細(xì)菌分布的差異是水綿在不同區(qū)域光合作用強度不同造成的D.水綿的葉綠體螺旋狀分布在細(xì)胞中有利于實驗的進(jìn)行解題分析細(xì)菌為原核生物，無線粒體，B錯誤。答案解題分析課后課時作業(yè)04KEHOUKESHIZUOYE知識點一捕獲光能的色素1.提取光合色素，進(jìn)行紙層析分離。對該實驗現(xiàn)象或操作的解釋，正確的是(

)A.未見分離后的色素帶，說明材料可能是黃化葉片B.用無水乙醇提取色素，加入CaCO3是為了使研磨更充分C.提取液呈綠色是由于含有葉綠素且多于類胡蘿卜素D.胡蘿卜素在濾紙上擴散最快，是因為其在提取液中的溶解度最高答案[基礎(chǔ)對點]解析材料若是黃化葉片，則分離后應(yīng)含有胡蘿卜素、葉黃素的色素帶，未見分離后的色素帶可能是濾液細(xì)線接觸到層析液，用水進(jìn)行色素的提取等原因，A錯誤；用無水乙醇提取色素，加入CaCO3是為了保護色素，加入二氧化硅是為了研磨更充分，B錯誤；根據(jù)色素分離的原理可知，胡蘿卜素在濾紙上擴散最快，是因為其在層析液中的溶解度最高，D錯誤。解析2.為研究光照強度對移栽幼苗光合色素的影響，某同學(xué)用乙醇提取葉綠體色素，用石油醚進(jìn)行紙層析，如圖為紙層析的結(jié)果(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ為色素條帶)。下列敘述不正確的是(

)A.若用黃葉提取分離色素，則濾紙條上最下面兩條色素帶可能消失B.強光照導(dǎo)致了該植物葉綠素含量降低，類胡蘿卜素含量增加C.畫濾液線時，濾液在點樣線上只畫一次，層析時濾液細(xì)線不能浸沒在層析液中D.色素Ⅲ、Ⅳ吸收光譜的吸收峰值不同，相鄰色素帶距離最小的是葉綠素a與葉綠素b答案解析在分離色素實驗中，畫濾液細(xì)線時，需要重復(fù)畫線，以增加色素量，C錯誤。解析3.如圖表示葉綠體中色素吸收光能的情況。據(jù)圖判斷，以下說法不正確的是(

)A.由圖可知，類胡蘿卜素主要吸收400～500nm波長的光B.用450nm波長的光比600nm波長的光更有利于提高光合作用強度C.由550nm波長的光轉(zhuǎn)為670nm波長的光后，葉綠體吸收利用的光能減少D.土壤中缺乏鎂時，植物對420～470nm波長的光的利用量顯著減少答案解析由圖可知，由550nm波長的光轉(zhuǎn)為670nm波長的光后，葉綠體吸收利用的光能增多，C錯誤。解析4.將長勢相同的四株植物，分別置于不同顏色的玻璃罩內(nèi)，在同一環(huán)境中，接受相同水肥和光照，經(jīng)過一段時間后，長勢最好和最差的依次是(

)①紅色透明罩②綠色透明罩③藍(lán)色透明罩④無色透明罩A.④③ B.②①C.④② D.③①答案解析無色透明罩可允許各種顏色的單色光透過，而有色透明罩只允許與透明罩顏色相同的一種單色光透過。在白光下，植物長勢最好，在綠光下植物長勢最差。解析5.利用無水乙醇提取出葉綠體中的色素，設(shè)法分離得到各種色素后，并將葉綠素b、葉綠素a、葉黃素、胡蘿卜素和混合液依次點樣在濾紙的1、2、3、4、5位置(如圖所示)，當(dāng)濾紙下方浸入層析液后，濾紙條上各色素正確位置應(yīng)為(

)答案解析在層析液中四種色素的溶解度從大到小的順序依次是胡蘿卜素、葉黃素、葉綠素a、葉綠素b。色素溶解度越大，隨層析液在濾紙上擴散的速度越快，反之則慢，因此將葉綠素b、葉綠素a、葉黃素、胡蘿卜素依次點樣在濾紙的1、2、3、4，層析后，在濾紙上的位置從低到高依次是1、2、3、4?；旌弦褐泻?種色素，擴散后在濾紙條上形成4條色素帶。故選B。解析知識點二葉綠體的結(jié)構(gòu)適于進(jìn)行光合作用6.為探究葉綠體吸收光能后是否有氧氣產(chǎn)生，某學(xué)者設(shè)計了以下實驗：制作載有水綿和需氧細(xì)菌的臨時裝片，用極細(xì)光束照射水綿，并放在顯微鏡下觀察。下列關(guān)于該實驗的分析，錯誤的是(

)A.在光束照射到水綿之前，應(yīng)該加三棱鏡將混合光分解成不同波長的光B.臨時裝片應(yīng)放置在沒有空氣的黑暗環(huán)境中C.用需氧細(xì)菌起指示作用D.水綿細(xì)胞內(nèi)呈螺旋帶狀分布的葉綠體有利于實驗現(xiàn)象的觀察答案7.北京的秋天呈現(xiàn)出繽紛的色彩，有綠色、黃色、紅色、紫色等。下列敘述不正確的是(

)A.植物繽紛的色彩是葉綠體和液泡中各種色素的比例不同造成的B.用清水可以將紫鴨跖草葉片中的所有色素提取并分離C.秋天銀杏葉片變黃的原因是低溫造成葉綠素含量降低D.楓樹、爬山虎等植物葉片變紅后捕獲光能的能力減弱答案[能力提升]解析植物細(xì)胞中存在色素的細(xì)胞器有葉綠體和液泡，葉綠體色素包括葉綠素a、葉綠素b、葉黃素和胡蘿卜素，植物繽紛的色彩是葉綠體和液泡中各種色素的比例不同造成的，A正確；葉綠體色素不溶于水，因此不能用清水提取所有色素，B錯誤；葉綠素在低溫下易被分解，秋天銀杏葉片變黃的原因是低溫造成葉綠素含量降低，C正確；楓樹、爬山虎等植物葉片變紅后葉綠素含量降低，捕獲光能的能力減弱，D正確。解析8.下列用鮮菠菜進(jìn)行色素提取、分離實驗的敘述，正確的是(

)A.葉片充分研磨后應(yīng)立即加入少許碳酸鈣，防止色素被破壞B.畫濾液細(xì)線時應(yīng)迅速地重復(fù)畫線，保證濾紙條上有足量的色素C.即使菜葉剪碎不夠充分，也可以提取出4種光合色素D.距離濾液細(xì)線由近到遠(yuǎn)的色素帶顏色依次是黃綠色、藍(lán)綠色、橙黃色、黃色答案解析葉片在研磨時，加入少許碳酸鈣，防止色素被破壞，A錯誤；畫濾液細(xì)線時，應(yīng)待濾液干后再重畫一到兩次，B錯誤；菜葉剪碎不夠充分，可能使葉片研磨不夠充分，導(dǎo)致提取到的色素較少，但色素沒有被破壞，故仍可以提取出4種光合色素，只是色素帶較窄、顏色較淺，C正確；距離濾液細(xì)線由近到遠(yuǎn)的色素帶顏色依次是黃綠色、藍(lán)綠色、黃色、橙黃色，D錯誤。解析9.下面是甲、乙、丙三位同學(xué)進(jìn)行“綠葉中色素的提取和分離”實驗的過程，請據(jù)圖回答下列問題：(1)甲同學(xué)選用新鮮菠菜的綠色葉片進(jìn)行實驗，在濾紙上出現(xiàn)了四條清晰的色素帶，如圖1所示。甲同學(xué)分離色素的方法是

，濾紙條上色素帶位置的不同主要取決于

。從上往下數(shù)，葉黃素位于第

條色素帶。答案紙層析法色素在層析液中