版高中生物人教版必修一学案541 捕获光能的色素和结构 Word版含答案Word格式文档下载.docx

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（2）实验步骤：

③分离绿叶中的色素：

将适量层析液倒入试管中，将滤纸条有滤液细线的一端朝下轻轻插入层析液中，随后用棉塞塞紧试管口。

注意，不能让滤液细线触及层析液。

二、绿叶中色素的种类和作用及叶绿体的结构和功能

1．绿叶中色素的种类与光能吸收

色素种类

叶绿素（3/4）

类胡萝卜（1/4）

叶绿素a

叶绿素b

胡萝卜素

叶黄素

颜色

蓝绿色

黄绿色

橙黄色

黄色

光能吸收

主要吸收蓝紫光和红光

主要吸收蓝紫光

分布

叶绿体的类囊体的薄膜上

2．叶绿体的结构和功能

（1）形态：

一般呈扁平的椭球形或球形。

（2）结构：

填写图中字母所代表的结构：

a.外膜，b.内膜c.基质d.基粒

（3）功能：

进行光合作用的场所。

实验证据：

恩格尔曼实验中，好氧细菌只聚集在叶绿体受光的部位。

|自查自纠|

1．绿叶中的色素不能溶于清水，但可以溶于无水乙醇中（　　）

2．分离绿叶中的色素用的是层析液（　　）

3．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（　　）

4．研磨绿叶时，要加入二氧化硅、碳酸钙和无水乙醇（　　）

5．色素分离后，在滤纸条上的从上而下的四条色带分别是叶黄素、胡萝卜素、叶绿素a和叶绿素b（　　）

6．叶绿素和类胡萝卜素都主要吸收蓝紫光和红光（　　）

7．叶绿体是通过基粒中的类囊体薄膜扩大生物膜面积的（　　）

8．叶绿体是光合作用的场所，蓝藻虽然没有叶绿体但也可以进行光合作用（　　）

答案　1.√　2.√　3.×

　4.√　5.×

　6.×

　7.√　8.√

|图解图说|

蓝藻为什么能进行光合作用？

蓝藻中的色素种类和叶绿体中的色素种类是否相同？

提示：

蓝藻含有与光合作用相关的色素和酶。

不相同。

________________________________________________________________________

★滤纸条边缘的溶液运动速度快，中间的溶液运动速度慢，为了跑出平齐的色素带，要剪去滤纸条两角。

★滤纸条上的滤液细线不可浸入层析液中。

★我们看到的叶片颜色是叶片反射出来的颜色。

为什么不能让滤液细线触及层析液？

防止色素溶解到层析液中，影响实验效果。

探究点一　绿叶中色素的提取和分离

1．实验选材及用品分析

（1）选择新鲜、浓绿的叶片的原因：

色素含量高。

（2）不能用秋天已经变黄的叶片的原因：

低温下叶绿素分解，类胡萝卜素含量相对较多。

（3）分析讨论实验中各种材料和试剂的作用，完成下表：

实验材料或试剂

作用

无水乙醇

溶解色素

层析液

分离色素

二氧化硅

使研磨充分

碳酸钙

保护色素

单层尼龙布

过滤叶片研磨液，获得滤液

滤纸条

使色素在其上分离，便于观察

2．实验操作的目的分析

操作内容

操作目的

滤纸条的一端剪去两角

使色素在滤纸条上扩散均匀

滤液细线重复画若干次，且要求细、直、齐

使分离出的色带平整、不重复

滤液细线不能触及层析液

防止色素直接溶解到层析液中

3．实验结果及分析

下图是实验得到的色素在滤纸条上的分布图示，分析图示，填写下表：

项目

意义

结论

色素带宽窄

色素带的宽窄与色素含量的关系：

色带越宽则含量越多

四种色素含量由多到少：

叶绿素a、叶绿素b、叶黄素、胡萝卜素

色素扩散速度

色素扩散速度与溶解度的关系：

扩散速度越快，说明溶解度越大

溶解度大小（用“>

”表示）胡萝卜素>

叶黄素>

叶绿素a>

【典例1】在做“绿叶中色素的提取和分离”实验时，甲、乙、丙、丁四位同学对相关试剂、药品的使用情况如表所示（“＋”表示使用，“－”表示未用），其余操作均正常，他们所得到的实验结果依次应为（　　）

试剂

甲

乙

丙

丁

－

＋

水

CaCO3

SiO2

A．①②③④　　B．②④①③

C．④②③①　　D．③②①④

解析　无水乙醇用于溶解绿叶中的色素，甲同学未加无水乙醇，其滤纸条上应无色素带（②）；

CaCO3能够防止研磨时色素被破坏，丙同学未加CaCO3，其滤纸条上叶绿素a、叶绿素b对应的色素带应较窄（①）；

SiO2能够使研磨更充分，丁同学未加SiO2，其滤纸条上的四种色素带均应较窄（③）。

乙同学操作正确，其滤纸条上的色素带应为正常的（④）。

答案　B

色素提取和分离中的异常现象分析

异常现象的产生无非包括选材、试剂的运用和操作等几个方面，尤其是试剂的使用，可以根据它们的作用思考如果漏加了会出现什么结果。

特别是收集到的滤液绿色过浅（或色带过窄）的原因分析，是该类题目考查的重点，其原因分析如下：

未加石英砂（二氧化硅），研磨不充分；

使用放置数天的菠菜叶，滤液中色素（叶绿素）太少；

一次加入大量的无水乙醇，提取浓度太低（正确做法：

分次加入少量无水乙醇提取色素）；

未加碳酸钙或加入过少，色素分子被破坏。

【跟踪训练】

1．在进行叶绿素提取和分离的实验时，不能让层析液没及滤液细线的原因是（　　）

A．这样会导致色素在滤纸上扩散不均匀而影响结果

B．滤纸条上的滤液细线会变粗而使色素太分散

C．色素会溶解在层析液中而使结果不明显

D．滤纸条上的几种色素会混合起来

解析　滤纸上几种色素会扩散不均匀而影响结果，所以滤纸条需要剪掉两角，A错误；

滤纸条上滤液细线会变粗而使色素太分散，这是由于滤液细线上划的色素分子比较多，B错误；

色素会溶解在层析液中而使结果不明显，所以层析液不能触及滤液细线，C正确；

滤纸条上的几种色素会混合起来，说明层析液效果不好，几种色素在其中溶解度差别不大，D错误。

答案　C

探究点二　捕获光能的色素和结构

下图中甲图为叶绿体的结构模式图，乙图为不同色素的吸收光谱。

结合这两个图思考讨论下列问题：

1．甲图中的①②③所代表的结构分别是什么？

提示　①代表叶绿体的外膜和内膜，②代表叶绿体基质，③代表基粒。

2．捕获光能的色素分布在甲图中的哪个结构上？

该结构是如何构成的？

提示　捕获光能的色素分布在甲图中的③基粒上，基粒是由一个个的类囊体堆叠而成的。

3．叶绿体是如何增大生物膜面积的？

提示　叶绿体中含有很多个基粒，而每个基粒是由很多个类囊体堆叠而成的，如此多的基粒和类囊体极大的扩展了叶绿体的膜面积。

4．进行光合作用所必需的酶分布在叶绿体的哪些结构中？

提示　分布在类囊体和基质中。

5．分析乙图，说出色素1和色素2分别代表哪种色素？

提示　色素1代表叶绿素b，色素2代表叶绿素a。

6．结合甲图和乙图，分析叶片为什么呈现绿色？

提示　各种色素主要吸收蓝紫光和红光，而对绿光吸收最少，绿光被反射出去使叶片呈绿色。

7．结合乙图分析，蔬菜大棚需要补充光源时，在光强相等的情况下，应补充哪种颜色的光？

提示　补充红光或蓝紫光，因为光合色素主要吸收的就是红光和蓝紫光。

【典例2】如图表示叶绿体中色素的吸收光谱（颜色深、浅分别表示吸收量多、少），则甲、乙两图分别是（　　）

A．胡萝卜素、叶绿素的吸收光谱

B．叶绿素、胡萝卜素的吸收光谱

C．叶黄素、叶绿素的吸收光谱

D．叶黄素、胡萝卜素的吸收光谱

解析　由图可知，甲图吸收光谱在蓝紫光区430～450nm和红光区640～660nm之间，应为叶绿素分子的吸收光谱；

乙图吸收光谱在蓝紫光区，应为胡萝卜素的吸收光谱。

2．关于叶绿素的叙述，错误的是（　　）

A．叶绿素a和叶绿素b都含有Mg

B．叶绿素吸收的光可用于光合作用

C．叶绿素a和叶绿素b在红光区的吸收峰值不同

D．植物呈现绿色是由于叶绿素能有效地吸收绿光

解析　叶绿素a和叶绿素b都含有Mg，A正确；

叶绿素吸收的光可用于光合作用，B正确；

叶绿素a在红光区的吸收峰值高于叶绿素b，C正确；

植物呈现绿色是由于叶绿素吸收绿光最少，绿光被反射出来，D错误。

答案　D

知识脉络

要点晨背

1.绿叶中色素提取的试剂是无水乙醇，分离所用的试剂是层析液。

2.提取和分离绿叶中的色素时，要选择新鲜的叶片，因为新鲜的叶片中色素含量多。

3.研磨绿叶时要加入二氧化硅和碳酸钙，二氧化硅可以使研磨充分，碳酸钙可以保护色素。

4.在滤纸条上分离的色带从上而下分别是胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a和叶绿素b。

5.绿叶中四种色素的含量排序是叶绿素a>

叶绿素b>

胡萝卜素。

6.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。

1．（2016·

长沙高一检测）将竖直放置的水绵和某种好氧细菌的混合溶液放在暗处，白光透过三棱镜照在混合液处，一段时间后，好氧细菌的分布情况最可能是（　　）

A．随机、均匀分布在混合液中

B．集中分布在上下两侧

C．集中分布在中央位置

D．集中分布在溶液的下层

解析　白光透过三棱镜后，红光分布在水绵上侧，蓝紫光分布在水绵下侧，由于色素主要吸收红光和蓝紫光，因此竖直放置的水绵在上侧和下侧光合作用较强，产生的氧气较多，好氧细菌在这两处集中分布。

2．（2016·

泰州高一检测）如图为某种细胞器的结构模式图，下列叙述错误的是（　　）

A．结构①的基本支架是磷脂双分子层

B．结构②的选择透过性与蛋白质种类和数量有关

C．结构③的膜表面积大，有利于实现能量转换

D．结构④中能完成丙酮酸的彻底氧化分解

解析　结构④是叶绿体基质，是进行光合作用的暗反应的场所，丙酮酸的彻底氧化分解是在线粒体中进行的，D错误。

3．提取和分离绿叶中色素的正确顺序是（　　）

A．剪碎绿叶→研磨→过滤→画滤液细线→纸层析

B．剪碎绿叶→研磨→加SiO2、CaCO3→过滤→画滤液细线→纸层析

C．剪碎绿叶→研磨→滤纸过滤→色素滤液→画滤液细线→纸层析

D．剪碎绿叶→研磨→过滤→滤液→画滤液细线→铅笔画线→纸层析

答案　A

4．（2016·

朔州高一检测）某校生物兴趣小组的同学进行“绿叶中色素的提取和分离”实验。

下列能够得到理想结果的实验操作是（　　）

A．可用毛细吸管吸取少量滤液画滤液细线

B．用定性滤纸过滤研磨液，并收集滤液

C．称取5g菠菜叶，加入无水乙醇研磨

D．将滤液细线接触层析液液面使色素分离

解析　用毛细吸管吸取滤液并划线，可确保所画的线直、细、齐。