高考新教材（中）生物必修一同步講義第5章第4節(jié)　第1課時　捕獲光能的色素和結(jié)構(gòu)含答案及解析

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)[學(xué)習(xí)目標(biāo)]1.嘗試提取綠葉中的色素，簡述綠葉中色素的種類及功能。2.說明葉綠體適于進行光合作用的結(jié)構(gòu)特點。一、捕獲光能的色素1．提取綠葉中的色素(1)原理：綠葉中的色素能溶解在有機溶劑__________中。(2)實驗用品及作用(3)實驗步驟2．分離綠葉中的色素(1)原理：不同色素在層析液中的________不同，________的隨層析液在濾紙上擴散得快，反之則慢。(2)實驗步驟(3)實驗結(jié)果及分析3．色素的吸收光譜(1)光譜：陽光是由______________組合成的復(fù)合光，在穿過三棱鏡時，不同波長的光會分散開，形成不同顏色的光帶，稱為光譜。(2)色素的吸收光譜判斷正誤(1)提取色素時加碳酸鈣的目的是使研磨更充分()(2)綠葉中含量越多的色素，其在濾紙條上擴散得越快()(3)葉綠素a和葉綠素b只吸收紅光和藍紫光()(4)植物葉片之所以呈現(xiàn)綠色，是因為葉片中的葉綠體吸收了綠光()(5)在干燥濾紙條一端1厘米處用鋼筆畫一條細(xì)的橫線()任務(wù)一：分析實驗過程及結(jié)果(一)色素的提取閱讀教材P98的“探究·實踐”，回答相關(guān)問題：1．已知色素存在于葉片的葉綠體中，提取色素時要破碎細(xì)胞及葉綠體，使色素充分釋放。在酸性條件下，葉綠素分子卟啉環(huán)中的鎂離子可以被氫離子取代，導(dǎo)致葉綠素被破壞。試分析色素提取時加入碳酸鈣的作用是什么？________________________________________________________________________________________________________________________________________________2．研磨時應(yīng)注意什么？原因是什么？________________________________________________________________________________________________________________________________________________3．過濾時漏斗基部的尼龍布能否用濾紙?zhí)娲?？原因是什么？________________________________________________________________________________________________________________________________________________4．某實驗小組得到的色素提取液顏色過淺，請結(jié)合實驗步驟分析可能的原因有哪些？________________________________________________________________________________________________________________________________________________(二)色素的分離1．制備濾紙條時為什么要減去兩角？________________________________________________________________________________________________________________________________________________2．濾液細(xì)線的畫線原則是什么？待濾液干后，再重畫一到兩次的目的是什么？________________________________________________________________________________________________________________________________________________3．為何濾液細(xì)線不能觸及層析液？________________________________________________________________________________________________________________________________________________4．濾紙條上色素帶的分布情況說明了什么？________________________________________________________________________________________________________________________________________________(三)結(jié)合色素的吸收光譜分析實際問題1．冬季時，為了增加蔬菜的產(chǎn)量，應(yīng)該選紅色、藍色還是無色的大棚塑料薄膜？為什么？________________________________________________________________________________________________________________________________________________2．陰天時，為了增加蔬菜的產(chǎn)量，在功率相同的情況下，應(yīng)選擇什么顏色(“藍紫光和紅光”或“白光”)的照明燈為蔬菜補充光源？為什么？________________________________________________________________________________________________________________________________________________知識鏈接葉子為什么會變色新生的樹葉通常為綠色，這是由于新生葉子中主要含葉綠素與類胡蘿卜素，其中葉綠素含量多(約占3/4)，葉綠素對綠光吸收最少，綠光被反射出來的緣故。在春季與夏季，植物為了生長會產(chǎn)生大量的葉綠素進行光合作用，所以此時葉子多呈綠色。樹葉變黃是由于樹葉中的各種色素在秋季來臨之時會發(fā)生分解。樹葉中的營養(yǎng)會被重新分配給樹干與樹根，以備過冬。而葉綠素的分解速度比葉黃素等快很多，葉綠素迅速分解完，葉黃素的顏色顯露出來。因此秋季樹葉多呈黃色。而樹葉變紅則是因為當(dāng)溫度低于7℃時，樹葉中會生成花青素?；ㄇ嗨厥侵参锘ò曛兄饕娘@色物質(zhì)，如玫瑰、牡丹等。在樹葉落地后，樹葉中的各種色素會逐漸降解，這時殘留于葉中“單寧”的顏色——褐色便呈現(xiàn)出來，因此落葉最后呈褐色。1．某同學(xué)在進行“綠葉中色素的提取和分離”實驗時，進行了以下操作：①將5g新鮮菠菜葉片剪碎放入研缽中，加入無水乙醇后直接進行研磨；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為增強實驗效果，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)的操作有誤的是()A．① B．①②C．①②③ D．①②③④2．某實驗小組利用新鮮的綠葉為材料，進行綠葉中色素的提取與分離實驗，實驗結(jié)果如圖所示。請回答下列問題：(1)分離綠葉中的色素常用紙層析法，該方法的原理是________________________________________________________________________________________________________________。A、B是濾紙條上的標(biāo)記，根據(jù)實驗現(xiàn)象可知層析液最先所處的位置是________(填“A”或“B”)處。(2)在色素的提取與分離過程中，偶然發(fā)現(xiàn)某植株缺失第Ⅲ條色素帶。缺失第Ⅲ條色素帶的植株不能合成________，導(dǎo)致對________光的吸收能力明顯減弱。二、葉綠體的結(jié)構(gòu)適于進行光合作用1．葉綠體的形態(tài)：一般呈扁平的________或________。2．葉綠體的結(jié)構(gòu)模式圖(1)結(jié)構(gòu)eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(外表：①,內(nèi)部\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(②,③：由堆疊而成))))↓決定(2)功能：進行________的場所?！C明(3)恩格爾曼的實驗：需氧細(xì)菌只分布在______被光束照射的部位。3．葉綠體捕獲光能、進行光合作用的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)(1)在葉綠體內(nèi)部巨大的膜表面上，分布著許多吸收光能的__________。(2)在__________上和________________中，還有許多進行光合作用所必需的酶。任務(wù)二：分析葉綠體的功能1．實驗選擇水綿和需氧細(xì)菌作為實驗材料的優(yōu)點是：水綿的葉綠體呈__________分布，便于觀察；用需氧細(xì)菌可確定____________的部位。2．為何要除去小室中原有的空氣？________________________________________________________________________________________________________________________________________________3．在黑暗中用極細(xì)光束照射水綿有何巧妙之處？________________________________________________________________________________________________________________________________________________4．為何把載有水綿的臨時裝片又暴露于光下？________________________________________________________________________________________________________________________________________________5．由此實驗?zāi)艿贸鍪裁唇Y(jié)論？________________________________________________________________________________________________________________________________________________6．在恩格爾曼的第二個實驗中，大量的需氧細(xì)菌聚集在紅光和藍紫光區(qū)域，為什么？________________________________________________________________________________________________________________________________________________7．綜合上述分析，你認(rèn)為葉綠體具有什么功能？________________________________________________________________________________________________________________________________________________3.如圖為葉綠體的結(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4.德國科學(xué)家恩格爾曼設(shè)計了一個實驗研究光合作用的吸收光譜。他將三棱鏡產(chǎn)生的散射光投射到絲狀水綿體上，并在水綿懸液中放入需氧細(xì)菌，觀察細(xì)菌的聚集情況(如圖所示)。他由實驗結(jié)果得出光合作用在紅光區(qū)和藍紫光區(qū)最強。這個實驗的思路是()A．細(xì)菌對不同的光反應(yīng)不一，細(xì)菌聚集多的地方，細(xì)菌光合作用強B．需氧細(xì)菌聚集多的地方，O2濃度高，水綿光合作用強C．需氧細(xì)菌聚集多的地方，產(chǎn)生的有機物多，水綿光合作用強D．需氧細(xì)菌大量消耗O2，使水綿的光合速率大幅度加快

第1課時捕獲光能的色素和結(jié)構(gòu)一、教材梳理1．(1)無水乙醇(2)①—b②—c③—d④—a(3)綠葉二氧化硅和碳酸鈣無水乙醇單層尼龍布棉塞2．(1)溶解度溶解度高(2)剪去兩角1cm毛細(xì)吸管待濾液干后1～2濾液細(xì)線(3)胡蘿卜素最少最高最快黃色葉綠素a藍綠色最多葉綠素b黃綠色最低最慢3．(1)不同波長的光(2)藍紫光藍紫光和紅光判斷正誤(1)×(2)×(3)×(4)×(5)×解析(1)提取色素時加二氧化硅的目的是使研磨更充分，加碳酸鈣的目的是防止研磨中色素被破壞。(2)綠葉中含量越多的色素，其在濾紙條上越寬，溶解度越大的色素在濾紙條上擴散越快。(3)葉綠素a和葉綠素b主要吸收紅光和藍紫光，對其他波段的光也吸收，只是吸收得少。(4)植物葉片之所以呈現(xiàn)綠色，是因為葉片反射了綠光。(5)在干燥濾紙條一端1厘米處用鉛筆畫一條細(xì)的橫線。核心探討(一)1．色素提取時，研磨葉片會導(dǎo)致液泡中的有機酸釋放出來，破壞葉綠素，碳酸鈣可以中和酸性物質(zhì)，保護葉綠素。2．研磨時要迅速、充分。這樣可以保證色素釋放得更加充分且揮發(fā)量少。3．不能。因為濾紙的吸附性強，會導(dǎo)致濾液中色素的濃度過低。4．(1)未加入二氧化硅或研磨不充分，色素未能充分提取出來。(2)稱取綠葉過少或加入的無水乙醇過多，色素溶液濃度小。(3)未加入碳酸鈣或加入過少，部分色素分子被破壞。(二)1．減少邊緣效應(yīng)，使濾液同時到達濾液細(xì)線，防止層析液在濾紙條的邊緣處擴散過快。2．畫濾液細(xì)線的原則是細(xì)、直、齊。待濾液干后，再重畫一到兩次可以增加濾液細(xì)線中色素的含量。3．防止色素溶解在層析液中。4．濾紙條上的色素帶分布說明了綠葉中的色素有4種，它們在層析液中的溶解度不同，隨層析液在濾紙上擴散得快慢也不同。同時由于4種色素的顏色不同，也說明不同色素吸收了不同波長的光。(三)1．無色。因為太陽光由七色光組成，所以用無色薄膜，植物可以獲得更多的光能。2．選擇藍紫光和紅光。因為在照明燈功率相同的情況下，選用藍紫光和紅光的照明燈補充光源，植物利用光能的效率更高。典題應(yīng)用1．D[將5g新鮮完整的菠菜葉，剪去主葉脈，剪碎，放入研缽中，加入無水乙醇、二氧化硅和碳酸鈣以后，迅速研磨，①錯誤；將預(yù)備好的濾紙條一端剪去兩角，在距這一端1cm處用鉛筆畫一條橫線，不能用鋼筆畫線，②錯誤；用毛細(xì)吸管吸取少量濾液，沿鉛筆線均勻地畫出一條細(xì)線，為增強實驗效果，待濾液干后，可