生物必修1《分子与细胞》一 捕获光能的色素和结构第1课时导学案

第4节 光合作用与能量转化（第1课时）学案

一 捕获光能的色素和结构

【学习目标】

1.说出叶绿体中色素的种类和作用。

2.说出叶绿体的结构和功能。

3.理解“绿叶中色素的提取和分离”实验的原理，掌握实验步骤和操作方法。

【基础梳理】

一、绿叶中色素的提取和分离

请仔细阅读教材第97～100页，完成下面的问题。

1．提取绿叶中的色素

(1)原理：绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂______中。

(2)实验用品及作用[连线]

(3)实验步骤：

2．分离绿叶中的色素

(1)原理：不同色素在层析液中的________不同，________的随层析液在滤纸上扩散得快，反之则慢。

(2)实验步骤：

二、色素的种类及叶绿体的结构和功能

请仔细阅读教材第100～101页，完成下面的问题。

1．色素的种类、含量、颜色及吸收光谱[填表]

2.叶绿体的结构和功能

(1)分布：主要分布在植物的________内。

(2)形态：扁平的________或________。

(3)结构：

(4)功能：绿色植物进行________的场所。

答案：

一、

1．(1)无水乙醇

(2)

(3)绿色叶片　SiO2和CaCO3　无水乙醇　单层尼龙布　棉塞

2．(1)溶解度　溶解度高　(2)剪去两角　去角一端1 cm　毛细吸管　待滤液干后　1～2　滤液细线　滤液细线　橙黄色　蓝绿色

二、

1．3/4　1/4　叶绿素a　胡萝卜素　蓝绿色　橙黄色　红光和蓝紫光　蓝紫光

2．(1)叶肉细胞　(2)椭球形　球形　(3)外　类囊体　叶绿体基质　(4)光合作用

【易错提示】

（1）分离色素时，在层析液中溶解度越高的，则在滤纸条上扩散的速度越慢（   ）

（2）研磨绿叶时，要加入二氧化硅、碳酸钙和无水乙醇（   ）

（3）色素分离后，在滤纸条上从上至下的四条色素带分别是叶黄素、胡萝卜素、叶绿素a和叶绿素b（   ）

（4）叶绿素和类胡萝卜素都主要吸收蓝紫光和红光（   ）

答案：（1）×（2）√（3）×（4）×

绿叶中色素提取分离实验异常现象分析

(1)收集到的滤液绿色过浅的原因分析：

①未加石英砂(二氧化硅)，研磨不充分。

②使用放置数天的菠菜叶，滤液色素(叶绿素)太少。

③一次加入大量的无水乙醇，提取浓度太低。

④未加碳酸钙或加入过少，色素分子被破坏。

(2)滤纸条色素带重叠：滤纸细线画得过粗。

(3)滤纸条看不见色素带：

①忘记画滤液细线。

②滤液细线接触到层析液，且时间较长，色素全部溶解到层析液中。

【深化探究】

1.叶片呈现绿色的原因？

答：绿叶中含有叶绿素、叶黄素、胡萝卜素，叶绿素含量高，且对绿光吸收最少，因此呈现为绿色。

2.植物的叶片到秋天有的呈黄色，有的呈红色，是什么原因造成的？

答：到了秋天，随着气温的下降，叶片中的叶绿素被分解，而在低气温下新的叶绿素无法形成，所以含量较少的类胡萝卜素和液泡中的花青素的颜色逐渐呈现出来，而有的植物花青素含量多，在秋季叶片就呈现红色；有的植物呈现叶黄素和胡萝卜素所具有的黄色。

3.温室或大棚种植蔬菜时，应选择什么颜色的玻璃、塑料薄膜或补充什么样的光源？

答：叶绿素主要吸收蓝紫光和红光，类胡萝卜素主要吸收蓝紫光，需要注意的是这两种色素也吸收其他波长的光，因此温室或大棚种植蔬菜时，应选择无色透明的玻璃、塑料薄膜或者补充蓝紫光更有利于植物进行光合作用。

【巩固练习】

1.如图所示为甘蔗叶肉细胞内的一系列反应过程,下列有关说法不正确的是(   )

A. 过程① 中叶绿体中的四种色素都主要吸收蓝紫光和红光

B. 过程② 只发生在叶绿体基质中,过程② 释放的能量用于C3的还原

C. 过程③ 既产生[H]也消耗[H]

D. 若过程① ② 的速率大于过程③ 的速率,则甘蔗植株的干重就一定会增加

2.关于“绿叶中色素的提取和分离”实验,有关说法不正确的是(   )

A.无水乙醇可用于绿叶中色素的提取和分离
B.研磨时加入少量的二氧化硅是为了研磨充分
C.分离各色素的原理是不同色素在层析液中溶解度不同
D.实验操作正确情况下,在滤纸条上最下端的色素是叶绿素、呈黄绿色

3.为证实叶绿体有放氧功能，可利用含有水绵与好氧细菌的临时装片进行实验，装片需要给予一定的条件，这些条件是(   )

A.光照、有空气、临时装片中无NaHCO3稀溶液

B.光照、无空气、临时装片中有NaHCO3稀溶液

C.黑暗、有空气、临时装片中无NaHCO3稀溶液

D.黑暗、无空气、临时装片中有NaHCO3稀溶液

4.下列与光合作用探究历程相关的说法中,错误的是(   )

A.明确空气的组成之后,人们才明确绿叶在光下放出的气体是氧气

B.已知光合作用能产生淀粉的前提下,萨克斯证明了光合作用需要光

C.依靠同位素标记技术,鲁宾和卡门证明了光合作用产生的氧气来自水

D.光合作用能产生氧气,是恩格尔曼选择好氧型细菌作为实验材料的依据

5.下列关于植物光合作用和细胞呼吸的叙述，正确的是(   )

A.叶绿体中的色素主要分布在类囊体腔内

B.夏季连续阴天，大棚中白天适当增加光照，夜晚适当降低温度，可提高作物产量

C.光合作用过程中光能转变为化学能，细胞呼吸过程中化学能转变为ATP

D.CO2的固定过程发生在叶绿体中，C6H12O6的分解发生在线粒体中

参考答案

1.答案：AD

解析：

2.答案：A

解析：A、无水乙醇可用于绿叶中色素的提取，A错误； B、加入二氧化硅是为了充分研磨，从而使叶绿体中的色素释放出来，B正确； C、各色素随层析液在滤纸上扩散速度不同，从而分离色素。溶解度大，扩散速度快；溶解度小，扩散速度慢，C正确； D、在滤纸条上最下端的色素是叶绿素b，呈黄绿色，D正确。

故选：A。

3.答案：B
解析：水绵进行光合作用需要光照和CO2，NaHCO3可为水绵提供CO2。选用没有空气的环境，是为了排除实验前环境中氧的影响，确保实验的准确性。先选用极细光束，用好氧细菌检测，能准确判断水绵细胞中释放氧的部位；而后用完全曝光的水绵与之做对照，从而证明了实验结果完全是由光照引起的，氧是由叶绿体释放出来的。

4.答案：B

解析：A、明确空气的组成之后，人们才明确绿叶在光下放出的气体是氧气，A正确； B、萨克斯证明光合作用产物除了氧气外还有淀粉，B错误； C、依靠同位素标记技术，鲁宾和卡门证明了光合作用产生的氧气来自水，C正确； D、光合作用能产生氧气，是恩格尔曼选择好氧型细菌作为实验材料的依据，D正确。

故选：B。

5.答案：B

解析：A、叶绿体中的色素分布在类囊体膜上，A错误；
B、夏季连续阴天，大棚中白天适当增加光照，可通过增加光照强度提高光合作用合成有机物的量，夜晚只有呼吸作用，若适当降低温度，可减少细胞呼吸消耗有机物的量，因此可提高作物产量，B正确；
C、细胞呼吸过程中化学能转变为热能和ATP中活跃的化学能，C错误；
D、C6H12O6分解成丙酮酸的过程发生在细胞质基质中，此后丙酮酸进入线粒体中被彻底氧化分解，D错误。
故选B。