2019-2020年高中生物 課時20 捕獲光能的色素和結構導學案 新人教版必修1

2019-2020年高中生物課時20捕獲光能的色素和結構導學案新人教版

必修1

【學習目標】

1.說出綠葉中色素的種類和作用。

2.說出葉綠體的結構和功能。

【自主梳理】

1.綠葉中色素的提取

的原理：綠葉中的色素能夠溶解在有機溶劑中。

2.綠葉中色素的提取的過程：

臨捕：稱取5蠱新鮮綠葉

研嚅:剪碎葉片，放入研缽中.加少許；

再抑人IDmL'殂建研唇

I

4

過濾:聞斗基部放?塊，轄研磨液迅速

倒人跛璃^斗中進行過祐

3.綠葉中色素的分離的原理：各種色素在謝液中的一

液在濾紙士擴散得快，反之則慢。因此，色素會隨著在上的擴散而分離

開。

4.綠葉中色素的分離的步驟：

①謔紙眩求,

制務彳②制備埠驟：剪去濾紙條一竭的-

，用鉛筆畫一條細的橫線

畫冊鉗筆減畫瘴.待

「后，再同一冊次

r

離^葉申的w

分:①操作：向試中惶人一

綠葉中色素的種將濾城條濾旅細級的一蹬朝J描人

5類、層析液中rjU桶寒那緊試瞬口

?分布及吸收光的類型：細線

色素種顏色吸收光的類型分布

舉

葉綠素a

葉綠素(約占3/4)主要吸收葉綠體中的

葉綠素b

類胡蘿卜素(約占胡蘿卜素

主要吸收上

1/4)葉黃素

7.(1)完成葉綠體的結構

⑵寫出物質分布的場所

吸收光能的四種色素分布在(填標號)上；與光合作用有關的酶主要分布在

(填標號)上。

8?葉綠體的功能：綠色植物進行的場所。

【預習小測】

1.判斷正誤：利用紙層析法可分離4種葉綠體色素。

2.判斷正誤：葉綠素a和葉綠素b只吸收紅光和藍紫光。

3.判斷正誤：紅楓葉片呈紅色是因為吸收了紅光。

4.判斷正誤：液泡中色素吸收的光能用于光合作用。

5.判斷正誤：葉綠體是唯一具有雙層膜的細胞器。

6.判斷正誤：葉綠體的基粒上含有與光合作用有關的色素。

知識拓展?探究案

【探究一綠葉中色素的提取和分離】

1.綠葉中色素的提取和分離的實驗材料：

(1)為什么用無水乙醇而不用水作提取液？用丙酮可以嗎？

(2)實驗中能否選擇白菜葉片作為實驗材料？

2.綠葉中色素的提取和分離的實驗操作要領：

(1)在濾紙條一端剪去兩角的目的是什么？

(2)為什么濾液線要重復畫，且線要細、直？

(3)層析時，為什么不能讓濾液細線觸及層析液?

3.綠葉中色素的提取和分離的實驗結果分析：

(1)下圖是實驗得到的色素在濾紙條上的分布圖，分析比較各種色素的含量及其在層析液中的

溶解度的大小。

葉黃素；黃色

葉綠盍士藍繪色呻綠

素拉黃金錄色

色素含量：。

溶解度大?。骸?/p>

(2)層析分離后，有兩位同學實驗失敗，請?zhí)接懰麄兪〉目赡茉颉?/p>

①甲同學在層析分離色素時操作不當，導致濾紙條上沒有出現(xiàn)色素帶。

②乙同學的濾紙條上出現(xiàn)4條不清晰的色素帶。

【典例精析】

某人做〃綠葉中色素的提取和分離〃實驗時，使用的是圓形濾紙，裝置如圖所示。實驗結束時

在圓形濾紙上形成四個同心色素圓環(huán)，則最內圈所呈顏色為

A.橙黃色B.黃色C.藍綠色D.黃綠色

【變式訓練】

(實驗操作及注意事項)關于葉綠體中色素的提取和分離實驗的操作，正確的是

A.使用定性濾紙過濾研磨液

B.將干燥處理過的定性濾紙條用于層析

C.在劃出一條濾液細線后緊接著重復劃線23次

D.研磨葉片時，用體積分數(shù)為70%的乙醇溶解色素

【探究二葉綠體的結構和功能】

4?葉綠體有哪些結構特點與其進行光合作用相適應？

5.(1)恩格爾曼為什么選擇水綿和好氧細菌作為葉綠體功能的探究實驗材料？

(2)恩格爾曼先將載有水綿和好氧細菌的臨時裝片放在沒有空氣的黑暗環(huán)境中，這樣做的目的

是什么？

(3)用極細的光束照射和完全曝光，相對于原來的黑暗環(huán)境起什么作用？

【典例精析】

如圖所示，圖甲為葉綠體結構模式圖，圖乙是圖甲的部分結構放大圖。下列相關敘述正確的是

光合色索

修④

甲乙

A.圖甲中生物膜的面積主要靠內膜向內折疊形成崎而增大

B.圖乙所示的結構來自圖甲中的③

C.③中含有4種色素，其中葉綠素b含量最多

D.④中含有與光合作用有關的色素，有利于光合作用的進行

【變式訓練】

為探究葉綠體吸收光能后是否有氧氣產(chǎn)生，某學者設計了以下實驗：制作載有水綿和好氧細菌

的臨時裝片，用極細光束照射水綿，同時放在顯微鏡下觀察。下列關于該實驗的分析，不正確

的是

A.在光束照射到水綿之前，應該加三棱鏡將混合光分解成連續(xù)光譜

B.臨時裝片應放置在沒有空氣的黑暗環(huán)境中

C.好氧細菌起指示作用

D.水綿的帶狀葉綠體有利于設置對照實驗

【隨堂自測】

1.提取綠葉中色素時要加入無水乙醇，其目的是

A.防止葉綠素被破壞B.溶解色素

C.便于葉片研磨成勻漿D.促使葉綠素分離

2.在〃綠葉中色素的提取和分離〃的實驗中，正確的操作順序應該是

A.進行紙層析一制取濾液一在濾紙條上畫線一將實驗材料研磨

B.制取濾液一進行紙層析一在濾紙條上畫線一制取濾液一再畫線

C.將實驗材料剪碎、研磨一在濾紙條上畫線一制取濾液一進行紙層析

D.將實驗材料剪碎、研磨一制取濾液一在濾紙條上畫線一進行紙層析

3.利用新鮮的菠菜葉進行〃綠葉中色素的提取和分離〃的實驗，濾液經(jīng)層析后，色素帶在濾

紙條上的分布順序是

胡蘿

卜素

葉綠素

葉

a葉黃

素

葉

葉綠素b綠素a

胡蘿卜素綠素b

葉黃素

藍綠色黃綠色橙黃色黃色

黃綠色

g藍綠色

橙黃色

C

4.一位科學家做了如下實驗：將水綿(絲狀綠藻)放在暗處，一束白光通過棱鏡再投射到水綿

的葉綠體上，這時好氧性細菌將明顯聚集在

A.紅光的投影區(qū)域內B.紅光和綠光的投影區(qū)域內

C.紅光和藍紫光的投影區(qū)域內D.黃光和橙光的投影區(qū)域內

5.據(jù)如圖完成下列問題。

(1)組成①、②的基本骨架是。

(2)葉綠體內含有很多③，極大地擴展了受光面積。

(3)光合作用的酶存在于上和中；光合作用的色素存在于上。

【探究歸納】

i.教材提煉:

槌取應理r

-丈驗原理

二分鞠1泉

〔提取&?

穌葉中色索的捉結構

-葉綠體

取和分離

制備濾紙條.-

1■功能

畫濾械細線

分觴色幸卜

〔觀察結-果

2.色素提取和分離實驗中的操作注意事項及其目的歸納:

過程注意事項目的

選新鮮綠

使濾液中色素含量高

色的葉片

研磨時加

溶解色素

無水乙醇

加少量

SiO；使研磨充分和保護色素

提取色素迅速、充

防止乙醇揮發(fā)，充分溶

分

解色素

捋麻

盛放濾液

防止乙醇揮發(fā)和色素氧

的試管口

化

加棉塞

濾紙預先使層析液在濾紙上快速

干燥處理擴散

濾紙條一防止層析液在濾紙條邊

端剪去兩緣擴散過快，使形成的

角色素市不整齊

濾液細線

使分離出的色素幣平整

分離色素要直、

不重曹

細、勻

濾液細線

增加色素的量，使分離

干燥后再

出的色素帶清晰

畫一兩次

濾液細線防止色素直接溶解到層

不觸及層析液中

析液

3.【提醒】SiO?有助于研磨充分；CaCOs可以防止研磨時色素被破壞。

必修1課時20捕獲光能的色素和結構

詳細答案

課前預習?預習案

【自主梳理】

1.無水乙醇

2SiO^CaCO無水乙醇單層尼龍布棉塞塞嚴

3溶解度溶解度層析液濾紙

4濾紙條干燥兩角濾液細線均勻的細線濾液色素層析液下觸及層析液

5藍綠色黃綠色藍紫光和紅光橙黃黃色藍紫光類囊體薄膜

6橢球球

7⑴外類囊體基質

⑵③④③④⑤

8光合作用

【預習小測】

1.V提示：根據(jù)葉綠體中4種色素的溶解度不同，利用紙層析法可分離4種葉綠體色素。

2.X提示：葉綠素a和葉綠素b主要吸收紅光和藍紫光，也吸收其他顏色的光，但吸收量較

少。

3.X提示：紅楓葉片呈紅色是因為液泡中含有花青素，同時反射了紅光。

4.X提示：葉綠體中色素吸收的光能用于光合作用。

5.X提示：葉綠體、線粒體均是具有雙層膜的細胞器。

6.V提示：類囊體堆疊形成基粒，增大了膜面積，為與光合作用有關的色素和酶提供了附著

位點。

知識拓展?探究案

【探究一綠葉中色素的提取和分離】

1.(1)提示：色素是有機物，能溶于有機溶劑(如無水乙醇)，但不溶于水?？梢杂帽妫?/p>

但是丙酮有一定的毒性。

(2)提示：不能。選擇的實驗材料應含有豐富的色素，而白菜葉片中色素的含量較低。

2.(1)提示：防止層析液在濾紙條的邊緣擴散過快而使形成的色素帶不整齊。

(2)提示：重復畫線是為了增加色素的量，使分離出的色素帶清晰。畫線細、直是為了防止色

素帶之間出現(xiàn)重疊。

(3)提示：濾紙條上的濾液細線觸及層析液，濾紙條上的色素會溶解于層析液中，使實驗失

敗。

3.(1)葉綠素a＞葉綠素b＞葉黃素〉胡蘿卜素胡蘿卜素〉葉黃素〉葉綠素a＞葉綠素b

(2)①提示：a.忘記畫濾液細線；b.層析時濾液細線觸及層析液。

②提示：a.選擇實驗材料時，沒有選擇新鮮、濃綠的葉片，色素含量少；b.在提取時未充分、

迅速研磨葉片，導致研磨過程中提取到的色素較少；c.畫濾液細線時，濾液干后未重復畫線。

【典例精析】

D

【解析】四種色素在層析液中的溶解度高低順序為胡蘿卜素〉葉黃素〉葉綠素a＞葉綠素b,

溶解度越高，擴散速度越快。實驗結束時在圓形濾紙上形成的四個同心色素圓環(huán)中，最外層為

胡蘿卜素，最內層為葉綠素b,葉綠素b為黃綠色。

【備注】無水乙醇能夠溶解色素而用于提取色素，色素在層析液中的溶解度不同，可用層析

液進行分離。濾紙條需要剪去兩角，畫線時要做到細、直、齊且重復畫線，放濾紙條時注意層

析液不能夠沒及濾液細線。實驗中材料的選擇、實驗的操作都會影響實驗的結果。

【變式訓練】

B

【解析】葉綠體色素提取和分離實驗中使用尼龍布過濾研磨液；用于色素分離的是干燥過的

定性濾紙；在濾紙上劃濾液細線時，待劃出的濾液細線干燥后再重復劃下一次；研磨葉片時，

用無水乙醇溶解色素。

【備注】無

【探究二葉綠體的結構和功能】

4.提示：①基粒和類囊體極大地擴展了受光面積；②在類囊體薄膜上分布著與光合作用有關的

酶和色素，在基質中分布著與光合作用有關的酶。

5.(1)提示：水綿的葉綠體呈螺旋式帶狀，便于觀察；可通過好氧細菌的分布判斷水綿各部位釋

放氧氣的多少。

⑵提示：作對照，排除氧氣和光的干擾。

(3)提示：對照作用。

【典例精析】

B

【解析】圖甲中主要靠類囊體堆疊形成基粒而增加生物膜的面積；圖乙所示的生物膜上含有

光合色素，來自圖甲中的基粒(③)；基粒中含有4種色素，其中葉綠素a含量最多；與光合作

用有關的色素只分布在基粒上，葉綠體基質(④)中沒有。

【備注】葉綠體的類囊體堆疊形成基粒，為酶和色素提供了附著位點，這一結構特點與葉綠

體是光合作用的場所相適應；恩格爾曼巧妙選用含螺旋帶狀葉綠體的水綿和好氧細菌作為實驗

材料，將材料放在黑暗的環(huán)境中，利用極細的光束照射，通過觀察好氧細菌集中分布的部位巧

妙地探究了光合作用的場所。

【變式訓練】

A

【解析】水綿為帶狀葉綠體，便于設置葉綠體不同部位以是否照光為變量的對照實驗。；好氧

性細菌聚集區(qū)為氧濃度較高的區(qū)域，故本實驗中好氧細菌起指示作用；臨時裝片應放置在沒有

空氣的黑暗環(huán)境中，是為了防止光、氧氣對實驗結果造成影響；該實驗用的是自然光，故在光束

照射到水綿之前，不需用三棱鏡將混合光分解成連續(xù)光譜。

【備注】無

【隨堂自測】

1.B

【解析】加入無水乙醇可以溶解色素；加入能夠防止葉綠素被破壞；加入嗎有利于充分

研磨形成勻漿；加入層析液能夠使葉綠體中的色素分離。

【備注】無

2.D

【解析】提取和分離綠葉中的色素時，首先應該將葉片剪碎，加入二氧化硅和碳酸鈣研磨以獲

取濾液，然后在濾紙條上畫濾液細線，最后將濾紙條放入層析液中分離色素。

【備注】無

3.B

【解析】由于四種色素在層析液中溶解度的不同，造成其擴散速度不同。溶解度最大的是胡

蘿卜素，它擴散的距離最遠，其次是葉黃素，然后是葉綠素a和葉綠素b。色素帶的顏色從上

到下依次為橙黃色、黃色、藍綠色、黃綠色。

【備注】無

4.C

【解析】光合作用的色素吸收的光主要是紅光和藍紫光，所以在紅光和藍紫光的區(qū)域光合作

用最強，釋放的的量最多，好氧性細菌最集中。

【備注】無

5.(1)外膜內膜磷脂雙分子層

⑵基粒

(3)基粒(③)葉綠體基質(@)基粒(③)

【解析】本題考查了葉綠體的結構。圖中的①②③④分別是外膜、內膜、基粒、葉綠體基

質。①②是生物膜，組成①②的基本骨架是磷脂雙分子層；基粒③是由類囊體堆疊而成的，其

上分布著大量與光合作用有關的色素和酶，另外與光合作用有關的酶還分布在葉綠體的基質

中。

【備注】無

2019-2020年高中生物課時20捕獲光能的色素和結構課后練習

新人教版必修1

【基礎過關】

1.關于葉綠素的敘述，錯誤的是

A.葉綠素a和葉綠素b都含有鎂元素

B.被葉綠素吸收的光可用于光合作用

C.葉綠素a和葉綠素b在紅光區(qū)的吸收峰值不同

D.植物呈現(xiàn)綠色是由于葉綠素能有效地吸收綠光

2.用紙層析法能夠將葉綠體中的四種色素分開的原因是

A.四種色素隨層析液在濾紙條上的擴散速度不同

B.四種色素隨濾液在濾紙條上的擴散速度不同

C.四種色素隨濾液在濾紙條上的滲透速度不同

I).四種色素隨層析液在濾紙條上的滲透速度不同

3.”綠葉中色素的提取和分離〃實驗中，相關操作及其目的不正確的是

A.迅速研磨，可減少葉綠素的分解及提取液的揮發(fā)

B.畫濾液細線要細、直，可防止色素帶之間部分重疊

C.畫濾液細線需要重復，能使分離的色素帶更明顯

D.層析液沒及濾液細線，能促進色素隨層析液在濾紙上擴散

4.如圖表示葉綠體中色素的吸收光譜。甲、乙兩圖分別是

紫紅

400500600700nm

-I■'甲

紫紅

400500600700nm

■■■I乙

A.類胡蘿卜素、葉綠素的吸收光譜B.葉綠素、類胡

蘿卜素的吸收光譜

C.葉黃素、葉綠素的吸收光譜D.葉黃素、類胡蘿卜素的吸收光譜

5.黑暗條件下生長的水稻幼苗缺少的光合色素有

A.葉綠素a與葉綠素bB.葉綠素a與葉黃素

C.葉綠素b與胡蘿卜素D.葉綠素a與胡蘿卜素

6.葉綠體是植物進行光合作用的細胞器，下面有關葉綠體的敘述，正確的是

A.葉綠體中的色素都分布在類囊體薄膜上

B.葉綠體中的色素分布在外膜和內膜上

C.光合作用的酶只分布在葉綠體基質中

D.光合作用的酶只分布在外膜、內膜和基粒上

7.下圖是〃綠葉中色素的提取和分離〃實驗的部分材料和用具。據(jù)圖回答問題。

(1)圖中步驟①加入研缽內的物質為：AlOmL,作用是；B

少許，作用是使研磨充分；C少許，作用是。

(2)圖中步驟②將研磨液迅速倒入漏斗中，漏斗基部放有。

(3)圖中步驟③剪去濾紙條一端的兩角的作用是，畫濾液細線的要求

是。

(4)圖中步驟④中加蓋的目的是；色素帶最寬的是。

【能力提升】

1.紅楓是一種木本觀賞植物，在生長季節(jié)葉片呈紅色，下列關于該植物的敘述，正確

的是

A.紅楓葉片不含葉綠素B.紅楓葉片呈紅色是因為吸收了紅光

C.紅楓葉片能吸收光能進行光合作用D.液泡中色素吸收的光能用于光合作用

2.在葉綠體色素的提取和分離實驗中，收集到的濾液綠色過淺，其原因可能是

①未加石英砂、研磨不充分②一次加入大量的無水酒精提取

③分次加入少量無水酒精提取④使用放置數(shù)天的菠

菜葉

A.①②③B.②③④C.①③④I).①②④

3.某同學提取得到葉綠體色素溶液后，取一圓形濾紙，在濾紙中央滴一滴色素提取

液，再滴一滴層析液，色素隨層析液擴散得到如圖結果，則1、2、3、4四條色素帶依

次表

Z5

4

A.胡蘿卜素、葉黃素、葉綠素a、葉綠素b

B.葉黃素、胡蘿卜素、葉綠素a、葉綠素b

C.葉綠素a、葉綠素b、胡蘿卜素、葉黃素

D.葉綠素b、葉綠素a、胡蘿卜素、葉黃素

4.下圖中圖①代表新鮮菠菜葉的光合色素紙層析結果，則圖②所示結果最有可能來

自于

A.水培的洋蔥葉B.生長的柳樹幼葉C.培養(yǎng)的衣藻D.秋冬的銀杏落葉

5.為探究光譜與光合作用效率的關系，某同學將絲狀綠藻和一些細菌放在暗箱中一

起培養(yǎng)。經(jīng)過反復實驗后，他觀察到的現(xiàn)象如下：黑暗時，細菌不圍繞在絲狀綠藻周

圍；日光通過三棱鏡射入暗箱，一段時間后，細菌圍繞在藻體周圍并在紅橙光區(qū)和藍

紫光區(qū)聚集成兩堆(如圖所示)。下列相關敘述錯誤的是

日光

三棱鏡A

細菌群

A.該實驗所用的細菌為需氧型細菌

B.細菌聚集成兩堆的原因是在藍紫光區(qū)和紅橙光區(qū)產(chǎn)生的氧氣多

C.該實驗說明細菌的生活可以直接利用藍紫光和紅橙光

D.綠藻屬于真核生物，其細胞中含有葉綠體

6.關于〃葉綠體色素的提取和分離〃實驗。

(1)所用層析液的主要成分是。

(2)色素層析后，從層析起始端開始，四種色素依次是(3)某興趣小組同學想探究蔬菜

老葉與嫩葉在葉綠體色素含量上的區(qū)別，選擇了菠菜”綠葉〃〃嫩綠葉〃〃嫩黃

葉〃，做〃葉綠體色素的提取和分離〃實驗。色素層析結果如圖所示,請根據(jù)實驗結

果填寫下表。

組別色素帶編號判斷依據(jù)

綠葉組

嫩綠葉組

嫩黃葉組

必修1課時20捕獲光能的色素和結構

課后練習?詳細答案

【基礎過關】

1.D

【解析】無

【備注】無

2.A

【解析】葉綠體中不同的色素在層析液中的溶解度不同，導致色素隨層析液在濾紙條上的擴

散速度不同，從而將色素分開。

【備注】無

3.D

【解析】研磨時動作應迅速，可減少葉綠素的分解及提取液的揮發(fā)；畫濾液細線的要求是

細、直，這樣可防止色素帶重疊；待濾液干燥后應重復畫線，這樣可增加色素的量，使色素帶

清晰;層析液如果沒及濾液細線，則會導致色素溶解在層析液中，使實驗失敗。

【備注】無

4.B

【解析】葉綠素主要吸收紅光和藍紫光，在光譜上主要有兩個吸收區(qū)域；類胡蘿卜素主要吸

收藍紫光，在光譜上主要有一個吸收區(qū)域，據(jù)此可作出正確判斷。

【備注】無

5.A

【解析】葉綠素形成的必要條件是光，因此黑暗條件下生長的水稻幼苗缺少葉綠素a和葉綠

素bo

【備注】無

6.A

【解析】葉綠體中與光合作用有關的色素只分布在類囊體薄膜上，與光合作用有關的酶主要

分布在類囊體薄膜(基粒)以及葉綠體基質中。

【備注】無

7.(1)無水乙醇溶解色素二氧化硅碳酸鈣防止色素被破壞

⑵單層尼龍布

(3)防止色素帶擴散不整齊細、直

(4)防止層析液揮發(fā)葉綠素a

【解析】⑴提取色素時，加入無水乙醇可以溶解色素，加入二氧化硅可以使研磨更充分，加

入碳酸鈣可以中和研磨中釋放的酸性物質，防止色素被破壞。（2）漏斗的基部放置一塊單層

尼龍布可以起到過濾作用。（3）剪去濾紙條一端的兩角可以防止色素帶擴散不整齊，保證色

素的分離效果；畫濾液細線的要求是細、直。