【天成教育】2022年高中生物必修一教師用書-5.4.1捕獲光能的色素和結(jié)構(gòu)

第4節(jié)能量之源——光與光合作用一、試驗：綠葉中色素的提取和分別1．提取綠葉中的色素(1)原理：綠葉中的色素能夠溶解在有機溶劑無水乙醇中。(2)過程：步驟名稱操作過程取材稱取5g新穎綠葉，剪碎，放入研缽中研磨加入少許二氧化硅和碳酸鈣，再加入10mL無水乙醇，快速、充分研磨過濾漏斗基部放一塊單層尼龍布，將研磨液快速倒入玻璃漏斗中進行過濾收集用小試管收集色素濾液，準時將試管口用棉塞塞嚴2.分別綠葉中的色素(1)原理：各種色素在層析液中的溶解度不同，溶解度高的隨層析液集中得快，反之則慢。因而色素就會隨著層析液在濾紙上的集中而分別開來。(2)步驟：二、綠葉中色素種類、分布及吸取光譜色素種類顏色吸取光譜分布葉綠素(約占3/4)葉綠素a藍綠色主要吸取藍紫光和紅光葉綠體中的類囊體薄膜上葉綠素b黃綠色類胡蘿卜素(約占1/4)胡蘿卜素橙黃色主要吸取藍紫光葉黃素黃色三、葉綠體的結(jié)構(gòu)與功能1．形態(tài)：一般呈扁平的橢球形或球形。2．結(jié)構(gòu)：3．功能：是進行光合作用的場所。一、綠葉中色素的提取與分別1．教材問題探討分析讀教材P97—P98試驗內(nèi)容，爭辯回答下列問題：(1)從綠葉中提取色素的過程中，為何要將綠葉充分研磨？提示：為了使葉綠體完全裂開，從而能提取出較多的色素。(2)為什么要將濾紙條的一端剪去兩角？畫濾液細線有什么要求？在干燥后要重復畫一兩次，請分析這樣做的目的。提示：①剪去兩角的目的是防止層析液在濾紙條的邊緣集中過快。②濾液細線要細、直、齊，可使分別的色素帶不重疊。③重復畫線可增加色素含量使分別的色素帶清楚，便于觀看。如圖是某同學試驗所得到的層析結(jié)果，據(jù)圖分析并填寫圖中自上而下色素的名稱、顏色。提示：①胡蘿卜素橙黃色②葉黃素黃色③葉綠素a藍綠色④葉綠素b黃綠色2．推斷下列說法是否正確(1)葉綠體中的色素既能溶于有機溶劑又能溶解于水中。(×)(2)可選用綠色植物任何部位的葉片進行色素的提取與分別。(×)(3)向研缽中加入少量的CaCO3和少量的SiO2作用是相同的。(×)(4)過濾色素溶液時，漏斗基部應(yīng)放置多層濾紙。(×)(5)層析得到的濾紙條上各種色素帶的寬度可說明不同色素含量的多少。(√)二、葉綠體的結(jié)構(gòu)與功能1．教材問題探討分析(1)觀看教材P99圖5－11，閱讀相關(guān)文字內(nèi)容，爭辯葉綠體與其功能相適應(yīng)的結(jié)構(gòu)特點有哪些？提示：葉綠體中基粒的類囊體薄膜上分布有吸取光能的色素和光合作用相關(guān)的酶；在葉綠體的基質(zhì)中含有與光合作用有關(guān)的酶；組成基粒的類囊體薄膜，大大增加了膜面積。(2)閱讀教材P100資料分析內(nèi)容，爭辯并溝通下列問題：試從試驗材料選擇、對比設(shè)置等方面分析恩格爾曼的試驗方法有什么奇妙之處？從該試驗還可得出什么結(jié)論？提示：奇妙之處：①試驗材料選擇水綿和好氧細菌，水綿的葉綠體呈螺旋式帶狀，便于觀看；用好氧細菌可確定釋放氧氣多的部位。②沒有空氣的黑暗環(huán)境：排解了氧氣和光的干擾。③用極細的光束點狀投射：葉綠體上可分為獲得光照多和光照少的部位，相當于一組對比試驗。④進行黑暗(局部光照)和曝光對比試驗。明確試驗結(jié)果完全是由光照引起的等。結(jié)論：①葉綠體是進行光合作用的場所。②O2是由葉綠體釋放的。2．推斷下列說法是否正確(1)葉綠體基質(zhì)中含有少量的DNA、RNA以及少量的色素。(×)(2)葉綠素對綠光不吸取，全部被反射，所以葉片呈綠色。(×)一、葉片顏色變化植物葉片呈現(xiàn)的顏色是葉片中各種色素的綜合表現(xiàn)，其中主要是綠色的葉綠素和黃色的類胡蘿卜素之間的比例。1．植物葉色正常是綠色的緣由：正常葉片中葉綠素和類胡蘿卜素含量的比例約為3∶1，所以正常葉片總是綠色。2．秋天植物葉色變黃的緣由：葉綠素不穩(wěn)定，低溫下易被破壞，而類胡蘿卜素分子比較穩(wěn)定，不易被破壞，所以隨著天氣變冷，葉片漸漸呈現(xiàn)類胡蘿卜素的顏色——黃色。二、試驗留意事項1．選材：應(yīng)選取鮮嫩、顏色深綠的葉片，以保證含有較多的色素。2．提取色素時研磨要快速、充分的緣由：無水酒精易揮發(fā)；為了使葉綠體完全裂開，從而能提取到較多的色素；葉綠素極不穩(wěn)定，會在活細胞中的葉綠素水解酶作用下水解。3．制備濾紙條：剪取兩角，以保證色素在濾紙條上集中均勻、整齊，便于觀看試驗結(jié)果，否則，會形成弧形色素帶。4．畫濾液細線要細而直，且干燥后重復畫2～3次以增加色素含量。5．色素分別：濾液細線不要觸及層析液，否則色素將溶解到層析液中，導致色素帶不清楚。三、試驗試劑的作用1．無水乙醇用于提取綠葉中的色素。2．層析液用于分別綠葉中的色素。3．研磨時加入的二氧化硅可使研磨更充分。4．碳酸鈣可防止研磨過程中色素被破壞。[特殊提示]綠葉中色素提取分別試驗特別現(xiàn)象分析(1)收集到的濾液綠色過淺的緣由分析：①未加石英砂(二氧化硅)，研磨不充分。②使用放置數(shù)天的菠菜葉，濾液色素(葉綠素)太少。③一次加入大量的無水乙醇，提取濃度太低。④未加碳酸鈣或加入過少，色素分子被破壞。(2)濾紙條色素帶重疊：濾紙細線畫得過粗。(3)濾紙條看不見色素帶：①遺忘畫濾液細線。②濾液細線接觸到層析液，且時間較長，色素全部溶解到層析液中。[例1](新課標全國卷Ⅱ)關(guān)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．被葉綠素吸取的光可用于光合作用C．葉綠素a和葉綠素b在紅光區(qū)的吸取峰值不同D．植物呈現(xiàn)綠色是由于葉綠素能有效地吸取綠光[解析]葉綠素a和葉綠素b都含有鎂元素，A項正確。葉綠素a和葉綠素b吸取的光能可用于光合作用的光反應(yīng)，B項正確。在紅光區(qū)葉綠素a的吸取峰值高于葉綠素b，C項正確。植物呈現(xiàn)綠色是由于葉綠素吸取綠光最少，綠光被反射出來，D項錯誤。[答案]D[例2](江蘇高考)關(guān)于葉綠體中色素的提取和分別試驗的操作，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．在畫出一條濾液細線后緊接著重復畫線2～3次D．研磨葉片時，用體積分數(shù)為70%的乙醇溶解色素[解析]在提取綠葉中色素時，漏斗基部放單層尼龍布進行過濾，A項錯誤；紙層析法分別濾液中色素時，需用干燥的定性濾紙，B項正確；畫出一條濾液細線后需等濾液干后再重復畫線2～3次，C項錯誤；研磨葉片時應(yīng)用無水乙醇溶解色素，D項錯誤。[答案]B[課堂歸納][網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建]填充：①葉綠素a、葉綠素b②胡蘿卜素、葉黃素③類囊體④類囊體⑤DNA[關(guān)鍵語句]1．無水乙醇能提取綠葉中的色素，層析液可分別色素。2．用無水乙醇提取色素的原理是色素能溶解在無水乙醇中。3．不同色素在層析液中的溶解度不同，溶解度高的隨層析液在濾紙上集中得快，