PAGE8-第1課時捕獲光能的色素和結構課標內容要求核心素養對接1.說明植物細胞的葉綠體從太陽光中捕獲能量。2．試驗：提取和分別葉綠體色素。1.生命觀念——結構與功能觀：葉綠體的結構尤其是基粒大大擴展了膜面積，與光合作用的功能相適應。2．科學探究——試驗思路及設計：科學設計提取和分別色素的試驗步驟，留意每個操作步驟的規范性。一、捕獲光能的色素1．綠葉中色素的提取和分別(1)色素的提取①原理綠葉中的色素能溶解在有機溶劑——無水乙醇中。②試驗用品及作用[連線]eq\x(試劑用品)eq\x(作用)ⅰ.無水乙醇 a．過濾ⅱ.SiO2 b．溶解色素、提取色素ⅲ.CaCO3 c．有助于研磨充分ⅳ.單層尼龍布 d．防止研磨時色素被破壞提示：ⅰ－bⅱ－cⅲ－dⅳ－a③試驗步驟取材：稱取5g綠葉，剪去主葉脈，剪碎，放入研缽中↓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，剛好將試管口用棉塞塞緊(2)色素的分別①試驗原理：綠葉中的色素能溶解在層析液中，但不同的色素的溶解度不同，溶解度高的隨層析液在濾紙上擴散得快；反之則慢。這樣，綠葉中色素就會隨著層析液在濾紙上的擴散而分開。②試驗步驟eq\a\vs4\al(制備,濾紙條)eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(剪濾紙條：將濾紙剪成略小于試管長與直徑,↓的濾紙條，并在一端剪去兩角,,鉛筆畫線：在距去角的一端1cm處用鉛筆畫,一條細的橫線))↓eq\a\vs4\al(畫濾,液細線)eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(取濾液：用毛細吸管吸取少量濾液,↓,畫線：沿鉛筆線勻稱地畫出一條細線,↓,重復畫線：待濾液干后，再重畫一到兩次))↓分別綠葉中的色素：將適量的層析液倒入試管中，將濾紙條(有濾液細線的一端朝下)輕輕插入層析液中，隨后用棉塞塞緊試管口留意：不能讓濾紙條上的濾液細線觸及層析液↓視察結果：濾紙條上有四條色素帶2．色素的種類、含量、顏色及汲取光譜種類葉綠素(約占3/4)類胡蘿卜素(約占1/4)葉綠素a葉綠素b胡蘿卜素葉黃素顏色藍綠色黃綠色橙黃色黃色汲取光譜主要汲取紅光和藍紫光主要汲取藍紫光二、葉綠體的結構適于進行光合作用1．葉綠體的形態：一般呈扁平的橢球形或球形。2．葉綠體亞顯微結構模式圖(1)結構eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(外表：①雙層膜,內部\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(②基質：含有與暗反應有關的酶,③基粒：由類囊體堆疊而成，分布有,色素和與光反應有關的酶))))↓確定(2)功能：進行光合作用的場所↑證明(3)恩格爾曼的試驗：需氧細菌只分布在葉綠體有光束照耀的部位。3．葉綠體捕獲光能、進行光合作用的物質基礎(1)葉綠體內部巨大的膜表面上，分布著很多汲取光能的色素分子。(2)在類囊體膜上和葉綠體基質中，還有很多進行光合作用所必需的酶。推斷對錯(正確的打“√”，錯誤的打“×”)1．綠葉中色素分別的原理是色素能溶解在有機溶劑無水乙醇中。 ()2．提取色素時加碳酸鈣的目的是使研磨更充分。 ()3．汲取光能的有關色素分布在葉綠體的內膜上。 ()4．植物呈現綠色是由于葉綠素能有效地汲取綠光。 ()5．葉綠素a和葉綠素b主要汲取紅光和藍紫光。 ()提示：1.×綠葉中色素分別的原理是色素在層析液中的溶解度不同。2．×加碳酸鈣的目的是防止色素被破壞。3．×汲取光能的色素分布在類囊體膜上。4．×葉綠素不汲取綠光。5．√綠葉中色素的提取和分別1．試驗操作中的關鍵步驟(1)研磨要快速、充分：研磨充分使葉綠體完全裂開，可提取較多的色素。(2)濾液細線要求：細、直、齊，含有較多的色素，所以應待濾液干后再畫一到兩次。(3)濾液細線不能觸及層析液，否則色素會溶解到層析液中，使濾紙條上得不到色素帶。2．濾紙條上色素的分布和對光的汲取3．綠葉中色素的提取和分別試驗的異樣現象分析(1)收集到的濾液中綠色過淺的緣由分析①未加二氧化硅(石英砂)，研磨不充分。②運用放置數天的菠菜葉，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：濾液細線畫得過粗。(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。4．葉綠體中色素的汲取光譜分析(1)葉綠體中的色素只汲取可見光，不汲取不行見光。(2)葉綠素主要汲取紅光和藍紫光，類胡蘿卜素主要汲取藍紫光，也汲取少量其他顏色的光。(3)葉綠體中的色素很少汲取綠光，綠光被反射，所以大多數葉片看起來呈綠色。深化探究：1.試驗過程中，甲同學遺忘加入二氧化硅和碳酸鈣，乙同學遺忘加入無水乙醇，丙同學加的無水乙醇過多。請分析他們可能出現的試驗結果。提示：甲同學研磨不充分，部分色素被破壞，過濾收集的濾液顏色淺。乙同學不能提取到色素。丙同學的濾液顏色淺，提取的濾液色素的濃度低。2．試驗操作時，為什么要將濾紙條的一端剪去兩角？畫濾液細線的要求是細、直、齊，且要在干燥后重復畫一兩次，請分析這樣做的緣由是什么。提示：(1)剪去兩角的目的是防止層析液在濾紙條的邊緣擴散過快。(2)濾液細線要細、直、齊是為了使分別的色素不重疊，重復畫線的目的是增加色素含量，使分別的色素帶清楚，便于視察。1．下列有關“綠葉中色素的提取和分別”試驗的敘述中，錯誤的是()A．研磨時加入CaCO3可防止葉綠素在酸性條件下分解B．濾紙條的一端剪去兩角的目的是使色素帶擴散勻稱且比較直C．畫濾液細線時需快速重復多畫幾次以增加色素的含量D．濾紙條上相鄰且距離濾液細線最遠的兩條色素帶呈橙黃色和黃色C[剪碎的綠葉放入研缽后應當依次加入二氧化硅(充分研磨)、碳酸鈣(防止色素被破壞)和無水乙醇(提取色素)，A項正確；濾紙條的一端剪去兩角的目的是使色素帶擴散勻稱且比較直，防止色素帶不整齊，B項正確；畫濾液細線的要求是細、齊、直，待濾液干后，還要重復畫一到兩次，C項錯誤；試驗勝利后應當可以清楚地看到濾紙條上有四條色素帶，從上到下依次是胡蘿卜素(橙黃色)、葉黃素(黃色)、葉綠素a(藍綠色)、葉綠素b(黃綠色)，色素帶的寬窄與色素含量相關，D項正確。]2．為探討高光強對移栽幼苗光合色素的影響，某同學用乙醇提取葉綠體色素，用石油醚進行紙層析，如圖為濾紙層析的結果(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ為色素條帶)。下列敘述正確的是()A．強光下的幼苗相比正常光照下的綠色更深B．強光照可能抑制葉綠素的合成，促進類胡蘿卜素的合成C．四種色素在層析液中溶解度大小是Ⅰ<Ⅱ<Ⅲ<ⅣD．色素分別過程中假如濾液線觸及石油醚，會縮短得到四條色素帶的時間B[依據題圖來看：強光照導致該植物葉綠素含量降低，綠色變淺，A錯誤；強光照和正常光照相比，明顯葉綠素含量降低，類胡蘿卜素含量增加，可見強光照可能抑制葉綠素的合成，促進類胡蘿卜素的合成，B正確；四種色素在層析液中溶解度大小是Ⅰ>Ⅱ>Ⅲ>Ⅳ，C錯誤；色素分別過程中假如濾液線觸及石油醚，色素會溶解在層析液中，不會得到色素帶，D錯誤。]葉綠體的結構適于進行光合作用1．葉綠體結構與功能的適應(1)葉綠體基質和類囊體上含有與光合作用有關的酶。(2)類囊體薄膜上分布有捕獲光能的色素，且類囊體堆疊成基粒，增大了葉綠體內部的膜面積，為酶和色素供應了更多的附著位點。2．葉綠體功能的驗證明驗——恩格爾曼試驗(1)試驗過程及現象eq\b\lc\\rc\}(\a\vs4\al\co1(水綿需,氧細菌))eq\o(→,\s\up9(黑暗),\s\do7(無空氣))eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(極細光束照耀→需氧細菌集中于葉,綠體被光束照耀的部位,完全曝光→需氧細菌分布于葉綠體,全部受光部位))(2)試驗結論①葉綠體是進行光合作用的場所。②O2是由葉綠體釋放的。(3)試驗設計的“四妙”①試驗材料選得妙：試驗材料選擇水綿和需氧細菌。水綿的葉綠體呈螺旋帶狀，便于視察；用需氧細菌可確定釋放氧氣多的部位。②解除干擾的方法妙：沒有空氣的黑暗環境，解除了空氣中氧氣和光的干擾。③觀測指標設計得妙：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，相當于一組比照試驗。④試驗比照設計得妙：進行黑暗(局部光照)和曝光比照試驗，明確試驗結果完全是由光照引起的。1．(2024·天津一中高一上期末)葉綠體是植物進行光合作用的細胞器，其內有關結構中分布著光合色素及有關的酶。下列關于葉綠體及色素的敘述中正確的是()A．植物細胞都有葉綠體，葉綠體普遍分布在植物體的全部細胞中B．葉綠素在高等植物體內有兩種，葉綠素a呈藍綠色，葉綠素b呈黃綠色C．同線粒體一樣，葉綠體的內膜極大地擴展了受光面積D．葉綠體中的色素只汲取紅光和藍紫光進行光合作用B[植物見光的綠色部位的細胞才有葉綠體，A錯誤；葉綠素包括兩種，葉綠素a呈藍綠色，葉綠素b呈黃綠色，B正確；葉綠體的類囊體極大地擴展了受光面積，C錯誤；葉綠體中的色素主要汲取紅光和藍紫光進行光合作用，D錯誤。]2．恩格爾曼用極細的光束照耀到載有水綿和需氧細菌的載玻片上(下左圖)，將裝片(下右圖)暴露在光下，結果如下圖所示。關于該試驗說法錯誤的是()A．本試驗結論是葉綠體在光照下可產氧B．水綿和需氧細菌試驗前要進行饑餓處理C．光照的部位是該試驗的自變量D．真空和黑暗是試驗的兩個無關變量B[需氧細菌聚集在帶狀葉綠體四周說明光合作用的過程中有氧氣釋放出來，A正確；水綿和需氧細菌試驗前不須要進行饑餓處理，B錯誤；題述試驗的自變量是水綿的照光部位，C正確；光照部位是題述試驗的自變量，試驗設計的奇妙之一是將臨時裝片放在黑暗并且沒有空氣的環境中，解除了環境中光線和氧的影響，從而確保試驗能夠正常地進行，真空和黑暗是試驗的兩個無關變量，D正確。][課堂小結]知識網絡構建核心語句歸納1.提取色素的原理是色素能溶解在無水乙醇等有機溶劑中。2.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擴散得快，反之則慢。3.層析后濾紙條上自上而下的四條色素帶依次是胡蘿卜素、葉黃素、葉綠素a和葉綠素b。4.葉綠素主要汲取紅光和藍紫光，胡蘿卜素和葉黃素主要汲取藍紫光。5.色素分布于葉綠體類囊體薄膜上，而與光合作用有關的酶分布于類囊體薄膜和葉綠體基質中。1．關于葉綠素提取的敘述中錯誤的是()A．菠菜綠葉可被用作葉綠素提取的材料B．加入少許CaCO3能避開葉綠素被破壞C．用乙醇提取的葉綠體色素中無胡蘿卜素D．研磨時加入二氧化硅可使葉片研磨更充分C[葉綠體中的四種色素包括胡蘿卜素，均溶于無水乙醇，C項錯誤；菠菜綠葉可被用作葉綠素提取的材料，研磨時加入SiO2可使葉片研磨更充分，加入少許CaCO3，可以中和葉肉細胞中的有機酸，能避開葉綠素被破壞。]2．下列有關綠葉中色素的提取和分別試驗的敘述中，正確的是()A．葉綠素的提取須要加入層析液作為提取液B．過濾時應運用單層尼龍布，并用棉塞塞住試管口C．分別色素時應將濾液細線置于層析液中D．選材不同，四條色素帶在濾紙條上的排列依次不同B[提取葉綠素運用的是無水乙醇，層析液用于分別色素；過濾時運用單層尼龍布，并用棉塞塞住試管口，以防止揮發性強的無水乙醇揮發；分別色素時不能將濾液細線置于層析液中，否則色素會溶入層析液中；不同材料中四種色素在層析液中的溶解度相同，來自不同材料葉綠體中的四種色素含量可能不同，經過紙層析后，在濾紙上的排列依次相同，色素帶粗細可能不同。]3．如圖是葉片中兩類色素的汲取光譜，試判定甲和乙分別為何種色素()A.葉綠素a、葉綠素b B．類胡蘿卜素、葉綠素C．葉黃素、葉綠素a D．葉綠素、類胡蘿卜素D[葉綠素主要汲取紅光和藍紫光，類胡蘿卜素主要汲取藍紫光。]4．為證明葉綠體有放氧功能，可利用含有水綿與需氧細菌的臨時裝片進行試驗，裝片須要賜予肯定的條件，這些條件是()A．光照、有空氣、臨時裝片中無NaHCO3稀溶液B．光照、無空氣、臨時裝片中有NaHCO3稀溶液C．黑暗、有空氣、臨時裝片中無NaHCO3稀溶液D．黑暗、無空氣、臨時裝片中有NaHCO3稀溶液B[水綿中的葉綠體通過光合作用釋放氧氣，光合作用須要光照和CO2，NaHCO3稀溶液可供應CO2，裝片中不能有空氣，否則需氧細菌勻稱分布，無法依據需氧細菌的聚集狀況來確定葉綠體是否有放氧功能。]5．分析下圖，相識葉綠體的結構和功能，并完成相關問題：(1)葉綠體是進行光合作用的場所。與光合作用有關的色素在[]____________上。(2)與線粒體相比較，在結構上的相同