《生物 第5章 细胞的能量供应和利用 第4节 能量之源—光与光合作用 第1课时 捕获光能的色素和结构 新人教版必修1.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《生物 第5章 细胞的能量供应和利用 第4节 能量之源—光与光合作用 第1课时 捕获光能的色素和结构 新人教版必修1.ppt（27页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、第第4 4节能量之源节能量之源光与光合作用光与光合作用第第1 1课时捕获光能的色素和结构课时捕获光能的色素和结构自主学习自主学习凝练素养凝练素养自主学习自主学习 读教材读教材学基础学基础一、实验一、实验:提取和分离叶绿体色素提取和分离叶绿体色素请仔细阅读教材第请仔细阅读教材第97979898页的实验页的实验,完成下面的问题。完成下面的问题。1.1.提取叶绿体色素提取叶绿体色素(1)(1)原理原理:绿叶中叶绿体色素能够溶解在有机溶剂绿叶中叶绿体色素能够溶解在有机溶剂 中。中。无水乙醇无水乙醇(2)(2)过程过程步步骤骤名称名称操作操作过过程程取材取材称取称取5 g5 g新新鲜绿鲜绿叶叶,放入研放
2、入研钵钵中中研磨研磨加入少加入少许许 ,再加入再加入10 10 mLmL ,迅速、充分研磨迅速、充分研磨过滤过滤漏斗基部放一漏斗基部放一块块 ,将研磨液将研磨液迅速倒入玻璃漏斗中迅速倒入玻璃漏斗中进进行行_收集收集用小用小试试管收集管收集 ,及及时时将将试试管口管口用棉塞塞用棉塞塞严严剪碎剪碎二氧化硅、碳酸钙二氧化硅、碳酸钙无水乙醇无水乙醇单层尼龙布单层尼龙布过滤过滤色素滤液色素滤液2.2.分离叶绿体色素分离叶绿体色素(1)(1)原理原理:各种色素在层析液中的各种色素在层析液中的 不同不同,高的随层析液在滤纸高的随层析液在滤纸上扩散得快上扩散得快,反之则慢。因而色素就会随着反之则慢。因而色素就
3、会随着 在滤纸上的扩散而分在滤纸上的扩散而分离开。离开。(2)(2)步骤步骤溶解度溶解度溶解度溶解度层析液层析液剪去两角剪去两角1cm 1cm 毛细吸管毛细吸管滤液干滤液干一两一两滤液细线滤液细线 棉塞棉塞观察结果观察结果:滤纸条上色素带有四条。滤纸条上色素带有四条。判断判断(1)(1)可以用层析液提取叶绿体色素。可以用层析液提取叶绿体色素。()(2)(2)加入二氧化硅的目的是使研磨更充分。加入二氧化硅的目的是使研磨更充分。()(3)(3)过滤研磨液时漏斗基部放一块剪好的滤纸进行过滤过滤研磨液时漏斗基部放一块剪好的滤纸进行过滤,将滤液收集将滤液收集到试管中。到试管中。()(4)(4)重复画线时
4、要注意在滤液未干前操作。重复画线时要注意在滤液未干前操作。()二、叶绿体中色素的种类、分布及吸收光谱二、叶绿体中色素的种类、分布及吸收光谱请仔细阅读教材第请仔细阅读教材第98989999页页,完成下面的问题。完成下面的问题。色素种色素种类类颜颜色色吸收光吸收光谱谱分布分布叶叶绿绿素素(约约占占3/4)3/4)叶叶绿绿素素a a 色色主要吸收主要吸收蓝蓝紫光紫光和和红红光光叶叶绿绿体中体中的的类类囊体囊体薄膜上薄膜上叶叶绿绿素素b b黄黄绿绿色色类类胡胡萝萝卜素卜素(约约占占1/4)1/4)胡胡萝萝卜素卜素 色色主要吸收主要吸收 光光叶黄素叶黄素黄色黄色蓝绿蓝绿 橙黄橙黄蓝紫蓝紫三、叶绿体的结构
5、与功能三、叶绿体的结构与功能请仔细阅读教材第请仔细阅读教材第9999100100页页“叶绿体的结构叶绿体的结构”,完成下面的问题。完成下面的问题。1.1.形态形态:一般呈扁平的一般呈扁平的 形或形或 形。形。2.2.结构结构椭球椭球外膜外膜内膜内膜基粒基粒类囊体类囊体色素和酶色素和酶基质基质:球球3.3.功能功能:是进行是进行 的场所。的场所。4.4.功能验证功能验证恩格尔曼实验恩格尔曼实验(1)(1)恩格尔曼实验过程、现象及结论恩格尔曼实验过程、现象及结论光合作用光合作用叶绿体叶绿体叶绿体叶绿体(2)(2)恩格尔曼实验设计巧妙之处恩格尔曼实验设计巧妙之处实验材料选择水绵和好氧细菌实验材料选择
6、水绵和好氧细菌:水绵的叶绿体呈螺旋式带状水绵的叶绿体呈螺旋式带状,便于观察便于观察;用用好氧细菌可确定好氧细菌可确定 的部位。的部位。没有空气的黑暗环境没有空气的黑暗环境:排除了排除了 和和 的干扰。的干扰。用极细的光束点状投射用极细的光束点状投射:叶绿体上可分为获得光照和无光照的部位叶绿体上可分为获得光照和无光照的部位,相当相当于一组于一组 实验。实验。进行黑暗进行黑暗(局部光照局部光照)和完全暴露在光下的对照实验和完全暴露在光下的对照实验:明确实验结果完全是明确实验结果完全是由由 引起的等。引起的等。思考思考 叶绿体与其功能相适应的结构特点有哪些叶绿体与其功能相适应的结构特点有哪些?提示提
7、示:(1)(1)叶绿体的基质和类囊体薄膜上含有与光合作用有关的酶。叶绿体的基质和类囊体薄膜上含有与光合作用有关的酶。(2)(2)类囊体的薄膜上分布有捕获光能的色素。类囊体的薄膜上分布有捕获光能的色素。(3)(3)叶绿体中类囊体堆叠成基粒叶绿体中类囊体堆叠成基粒,增大了内部膜面积。增大了内部膜面积。释放氧气释放氧气氧气氧气光光对照对照光照光照主题一主题一凝练素养凝练素养 解难题解难题提能力提能力提取和分离叶绿体色素实验问题剖析提取和分离叶绿体色素实验问题剖析教师参考教师参考问题引领问题引领:1.1.若在滤纸条上观察到的色素颜色过浅若在滤纸条上观察到的色素颜色过浅,分析可能的原因有哪些分析可能的原
8、因有哪些?2.2.在滤纸条上在滤纸条上,4,4种色素位置及含量是怎样的种色素位置及含量是怎样的?1.1.研磨时放入少量二氧化硅和碳酸钙的目的分别是什么研磨时放入少量二氧化硅和碳酸钙的目的分别是什么?提示提示:加入碳酸钙的目的是防止研磨中叶绿素被破坏加入碳酸钙的目的是防止研磨中叶绿素被破坏;加入二氧化硅的目加入二氧化硅的目的是使研磨充分。的是使研磨充分。2.2.收集到的滤液绿色过浅的原因有哪些收集到的滤液绿色过浅的原因有哪些?提示提示:(1)(1)未加二氧化硅未加二氧化硅,研磨不充分研磨不充分;(2)(2)使用放置天数较多的绿叶使用放置天数较多的绿叶,色素含量少色素含量少;(3)(3)一次加入的
9、无水乙醇太多一次加入的无水乙醇太多,提取浓度太低提取浓度太低;(4)(4)未加碳酸钙或加入的太少未加碳酸钙或加入的太少,色素分子被破坏。色素分子被破坏。3.3.滤纸条为什么要剪去两个角滤纸条为什么要剪去两个角?提示提示:剪去两个角的目的是防止层析液在滤纸条的两端扩散过快剪去两个角的目的是防止层析液在滤纸条的两端扩散过快,得到的得到的色素带不整齐。色素带不整齐。4.4.为什么滤液细线要画得细、齐、直为什么滤液细线要画得细、齐、直?为什么要重复画滤液细线为什么要重复画滤液细线?提示提示:滤液细线如果画得不细、齐、直滤液细线如果画得不细、齐、直,在层析时会导致色素带的重叠而在层析时会导致色素带的重叠
10、而影响分离效果。影响分离效果。要重复画一两次滤液细线的目的是积累更多的色素要重复画一两次滤液细线的目的是积累更多的色素,使分离后的色素带使分离后的色素带更明显。更明显。5.5.为什么滤液细线不能触及层析液为什么滤液细线不能触及层析液?提示提示:如果让滤纸上的滤液细线触及层析液如果让滤纸上的滤液细线触及层析液,滤液中的部分色素会溶解在滤液中的部分色素会溶解在层析液中层析液中,就会无明显的色素带而影响实验效果。就会无明显的色素带而影响实验效果。6.6.层析时烧杯要加盖层析时烧杯要加盖,为什么为什么?提示提示:层析时烧杯要加盖的目的是防止层析液中的挥发性物质挥发出来层析时烧杯要加盖的目的是防止层析液
11、中的挥发性物质挥发出来对人体有害。对人体有害。7.7.滤纸条上色素带的排列顺序怎样滤纸条上色素带的排列顺序怎样?宽窄如何宽窄如何?这说明了什么这说明了什么?提示提示:从上到下依次是胡萝卜素从上到下依次是胡萝卜素(橙黄色橙黄色)、叶黄素、叶黄素(黄色黄色)、叶绿素、叶绿素a(a(蓝绿蓝绿色色)、叶绿素、叶绿素b(b(黄绿色黄绿色)。宽窄。宽窄:叶绿素叶绿素aa叶绿素叶绿素bb叶黄素叶黄素 胡萝卜素。胡萝卜素。由宽窄可以看出它们的含量不同由宽窄可以看出它们的含量不同;由位置可以得出它们在层析液中的溶解由位置可以得出它们在层析液中的溶解度不同度不同,越靠上的溶解度越大。越靠上的溶解度越大。【典例典例
12、1 1】(2017(2017四川眉山期末四川眉山期末)下图表示利用新鲜菠菜绿叶进行的提取下图表示利用新鲜菠菜绿叶进行的提取和分离叶绿体色素实验纸层析的结果和分离叶绿体色素实验纸层析的结果,下列有关分析错误的是下列有关分析错误的是()A.A.产生该实验结果的原因是研磨时没加入无水乙醇产生该实验结果的原因是研磨时没加入无水乙醇B.B.产生该实验结果的原因是研磨时没加入碳酸钙产生该实验结果的原因是研磨时没加入碳酸钙C.C.色素分离的原理是色素在层析液中的溶解度不同色素分离的原理是色素在层析液中的溶解度不同D.D.四种色素中左边两种色素主要吸收蓝紫光和红光四种色素中左边两种色素主要吸收蓝紫光和红光解析
13、解析:图中由左到右四条色素带依次是叶绿素图中由左到右四条色素带依次是叶绿素b b、叶绿素、叶绿素a a、叶黄素、胡萝、叶黄素、胡萝卜素卜素,若研磨时没加入无水乙醇若研磨时没加入无水乙醇,则层析结果中不会出现色素带则层析结果中不会出现色素带;正常叶片正常叶片中叶绿素含量远多于类胡萝卜素的含量中叶绿素含量远多于类胡萝卜素的含量,而该实验结果中类胡萝卜素的含而该实验结果中类胡萝卜素的含量远多于叶绿素量远多于叶绿素,说明研磨时没加入碳酸钙说明研磨时没加入碳酸钙,导致部分叶绿素被破坏。导致部分叶绿素被破坏。答案答案:A A备选例题备选例题(2017(2017 安徽合肥联考安徽合肥联考)较长时间黑暗中生长
14、的植物较长时间黑暗中生长的植物,对其叶片进行提取和对其叶片进行提取和分离叶绿体色素分离叶绿体色素,结果最可能为结果最可能为()B B解解析析:叶叶绿绿体体色色素素的的分分离离实实验验结结果果从从上上到到下下分分别别是是胡胡萝萝卜卜素素、叶叶黄黄素素、叶叶绿绿素素a a、叶叶绿绿素素b b。已已知知植植物物处处于于黑黑暗暗环环境境中中较较长长时时间间,则则不不能能合合成成叶叶绿绿素素,因此导致滤纸条上第三和第四条色素带缺失。因此导致滤纸条上第三和第四条色素带缺失。【题组演练题组演练】1 1.(2017.(2017安徽宣城期末安徽宣城期末)下列对提取叶绿体色素下列对提取叶绿体色素,进行纸层析分离的
15、实进行纸层析分离的实验中各种现象的解释验中各种现象的解释,正确的是正确的是()A.A.未见色素带未见色素带,原因可能为材料是黄化叶片原因可能为材料是黄化叶片B.B.色素在滤纸上未发生分离色素在滤纸上未发生分离,是因为色素不溶于层析液是因为色素不溶于层析液C.C.提取液呈绿色是由于其含有叶绿素提取液呈绿色是由于其含有叶绿素a a和叶绿素和叶绿素b bD.D.叶黄素处于滤纸条最前方叶黄素处于滤纸条最前方,是因为其在提取液中的溶解度最高是因为其在提取液中的溶解度最高C C解解析析:选选择择黄黄化化叶叶片片为为实实验验材材料料,若若操操作作无无误误,只只会会缺缺少少部部分分色色素素带带,但但仍仍会会有
16、有色色素素带带出出现现;叶叶绿绿体体中中的的色色素素在在滤滤纸纸条条上上未未发发生生分分离离,其其原原因因可可能能是是滤滤纸纸没没有有接接触触到到层层析析液液;胡胡萝萝卜卜素素处处于于滤滤纸纸条条最最前前方方,是是因因为为其其在在层层析析液液中的溶解度最高。中的溶解度最高。2.2.(2017(2017安徽合肥期末安徽合肥期末)如图表示某同学做如图表示某同学做“提取和分离叶绿体色素提取和分离叶绿体色素”实验的改进装置实验的改进装置,下列与之有关的叙述中下列与之有关的叙述中,错误的是错误的是()A.A.应向培养皿中倒入层析液应向培养皿中倒入层析液B.B.应将滤液滴在应将滤液滴在a a处处C.C.实
17、验结果应得到四个不同颜色的同心圆实验结果应得到四个不同颜色的同心圆(近似圆形近似圆形)D.D.实验得到的若干个同心圆中实验得到的若干个同心圆中,最小的一个圆呈橙黄色最小的一个圆呈橙黄色D D解解析析:分分离离色色素素的的试试剂剂是是层层析析液液,将将色色素素提提取取液液滴滴在在a a处处,b,b处处连连接接层层析析液液,结结果果能能得得到到4 4个个同同心心圆圆,从从外外向向内内分分别别是是胡胡萝萝卜卜素素(橙橙黄黄色色)、叶叶黄黄素素(黄黄色色)、叶叶绿绿素素a(a(蓝蓝绿绿色色)、叶叶绿绿素素b(b(黄黄绿绿色色););胡胡萝萝卜卜素素溶溶解解度度最最大大,扩扩散散速速度度最快最快,则形成
18、的圆最大则形成的圆最大,颜色是橙黄色。颜色是橙黄色。3 3.(2017.(2017辽宁庄河期末辽宁庄河期末)某研究小组获得了水稻的叶黄素缺失突变体。某研究小组获得了水稻的叶黄素缺失突变体。如将其叶片进行红光照射并进行光吸收测定和色素层析条带分析如将其叶片进行红光照射并进行光吸收测定和色素层析条带分析(从上从上至下至下),),与正常叶片相比与正常叶片相比,推测实验结果是推测实验结果是()A.A.光吸收差异显著光吸收差异显著,色素带缺第色素带缺第2 2条条B.B.光吸收差异不显著光吸收差异不显著,色素带缺第色素带缺第2 2条条C.C.光吸收差异显著光吸收差异显著,色素带缺第色素带缺第3 3条条D.
19、D.光吸收差异不显著光吸收差异不显著,色素带缺第色素带缺第3 3条条B B解解析析:叶叶绿绿体体色色素素有有四四种种,经经纸纸层层析析法法得得到到的的色色素素带带从从上上至至下下依依次次是是胡胡萝萝卜卜素素、叶叶黄黄素素、叶叶绿绿素素a a、叶叶绿绿素素b,b,胡胡萝萝卜卜素素和和叶叶黄黄素素主主要要吸吸收收蓝蓝紫紫光光,而而叶叶绿绿素素主主要要吸吸收收红红光光和和蓝蓝紫紫光光。所所以以叶叶黄黄素素缺缺失失突突变变体体叶叶片片,在在进进行行红红光光照照射射并并测测定定光光吸吸收收时时差差异异不不显显著著,而而色色素素带带缺缺叶叶黄黄素素条条带带,位位于于第第2 2条。条。主题二主题二叶绿体的结
20、构和功能叶绿体的结构和功能【典例典例2 2】(2017(2017宁夏育才中学联考宁夏育才中学联考)如图所示如图所示,图甲为叶绿体结构模式图甲为叶绿体结构模式图图,图乙是图甲的部分结构放大图。下列相关叙述正确的是图乙是图甲的部分结构放大图。下列相关叙述正确的是()A.A.图甲中生物膜的面积主要靠内膜向内折叠形成嵴而增大图甲中生物膜的面积主要靠内膜向内折叠形成嵴而增大B.B.图乙所示的结构来自图甲中的图乙所示的结构来自图甲中的C.C.中含有中含有4 4种色素种色素,其中叶绿素其中叶绿素b b含量最多含量最多D.D.中含有与光合作用有关的色素中含有与光合作用有关的色素,有利于光合作用的进行有利于光合
21、作用的进行解析解析:图甲中主要靠类囊体堆叠形成基粒而增加生物膜的面积图甲中主要靠类囊体堆叠形成基粒而增加生物膜的面积;图乙所示图乙所示的生物膜上含有光合色素的生物膜上含有光合色素,来自图甲中的基粒来自图甲中的基粒;基粒中含有基粒中含有4 4种色素种色素,其其中叶绿素中叶绿素a a含量最多含量最多;与光合作用有关的色素只分布在基粒上与光合作用有关的色素只分布在基粒上,叶绿体基叶绿体基质质中没有。中没有。答案答案:B B【题组演练题组演练】1.1.下列关于叶绿体基粒的说法中下列关于叶绿体基粒的说法中,正确的一组是正确的一组是()每个叶绿体基粒含有几个到几十个类囊体每个叶绿体基粒含有几个到几十个类囊
22、体基粒附着在内膜的突起基粒附着在内膜的突起嵴上嵴上类囊体的薄膜上有进行光合作用的色素类囊体的薄膜上有进行光合作用的色素光合作用有关的酶全都分布在基粒上光合作用有关的酶全都分布在基粒上A.A.B.B.C.C.D.D.C C解析解析:叶绿体中没有嵴叶绿体中没有嵴,错误错误;光合作用有关的酶不仅分布在基粒上光合作用有关的酶不仅分布在基粒上,还还分布在叶绿体基质中分布在叶绿体基质中,错误。错误。2.2.下列关于叶绿体的叙述中下列关于叶绿体的叙述中,正确的是正确的是()A.A.植物细胞均含有叶绿体植物细胞均含有叶绿体B.B.叶绿体基质、线粒体基质和细胞质基质的功能和所含化合物均相同叶绿体基质、线粒体基质
23、和细胞质基质的功能和所含化合物均相同C.C.叶绿体中所含色素分布在叶绿体类囊体薄膜上和基质中叶绿体中所含色素分布在叶绿体类囊体薄膜上和基质中D.D.叶绿体中含有少量叶绿体中含有少量DNADNA和和RNARNAD D解析解析:叶绿体主要分布在植物的绿色叶片等见光的部位叶绿体主要分布在植物的绿色叶片等见光的部位,不是植物所有细不是植物所有细胞都含有叶绿体胞都含有叶绿体,如根尖细胞不含叶绿体如根尖细胞不含叶绿体;不同的基质中所含化合物的成不同的基质中所含化合物的成分不同分不同,功能也不同功能也不同,叶绿体中具有吸收光能作用的四种色素只分布在叶叶绿体中具有吸收光能作用的四种色素只分布在叶绿体的类囊体薄
24、膜上绿体的类囊体薄膜上,在叶绿体的基质中不含有色素。在叶绿体的基质中不含有色素。形成学科核心素养形成学科核心素养(一一)重要生物学概念重要生物学概念1.1.无水乙醇能提取叶绿体色素无水乙醇能提取叶绿体色素,原理是色素能溶解在无水乙醇中。原理是色素能溶解在无水乙醇中。2.2.层析液可分离色素层析液可分离色素,原理是不同色素在层析液中的溶解度不同原理是不同色素在层析液中的溶解度不同,溶解度高的随层析溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得快液在滤纸上扩散得快,反之则慢。反之则慢。3.3.二氧化硅有助于研磨充分二氧化硅有助于研磨充分,碳酸钙可防止研磨中色素被破坏。碳酸钙可防止研磨中色素被破坏。4.4.层析后
25、滤纸条上自上而下依次是胡萝卜素、叶黄素、叶绿素层析后滤纸条上自上而下依次是胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a a和叶绿素和叶绿素b b。5.5.叶绿素叶绿素a a和叶绿素和叶绿素b b主要吸收红光和蓝紫光主要吸收红光和蓝紫光,胡萝卜素和叶黄素主要吸收蓝紫光。胡萝卜素和叶黄素主要吸收蓝紫光。6.6.参与光合作用的色素分布于叶绿体类囊体薄膜上参与光合作用的色素分布于叶绿体类囊体薄膜上,而与光合作用有关的酶则分布于而与光合作用有关的酶则分布于类囊体薄膜和叶绿体基质中。类囊体薄膜和叶绿体基质中。7.7.叶绿体是光合作用的场所。叶绿体是光合作用的场所。(二二)学科核心素养学科核心素养1.1.生命观念生命观念:形成形成“叶绿体的结构适合于分布色素和多种酶叶绿体的结构适合于分布色素和多种酶”的科学自的科学自然观。然观。2.2.理性思维理性思维:运用归纳与概括、构建模型方法总结出叶绿体的结构、色运用归纳与概括、构建模型方法总结出叶绿体的结构、色素的种类及作用。素的种类及作用。3.3.科学探究科学探究:学会提取和分离叶绿体色素的实验操作方法学会提取和分离叶绿体色素的实验操作方法,并能正确分析并能正确分析实验结果。实验结果。(三三)网络构建网络构建请尝试构建本课时知识网络。请尝试构建本课时知识网络。