必修1《分子与细胞》一 捕获光能的色素和结构优质课件ppt

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1.通过对光合色素的提取和分离，提升实验探究能力。2.通过分析光合色素的分布与功能、叶绿体的结构与功能，强化结构与功能观。3.主动关注光能或人工补光在农业生产中的应用。
二、叶绿体的结构适于进行光合作用
1.提取绿叶中的色素(1)原理：绿叶中的色素能溶解在有机溶剂 中。(2)实验用品及作用
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
3.色素的吸收光谱(1)光谱：阳光是由 组合成的复合光，在穿过三棱镜时，不同波长的光会分散开，形成不同颜色的光带，称为光谱。(2)色素的吸收光谱
(1)提取色素时加碳酸钙的目的是使研磨更充分(　　)(2)绿叶中含量越多的色素，其在滤纸条上扩散得越快(　　)
提示　提取色素时加二氧化硅的目的是使研磨得更充分，加碳酸钙的目的是防止研磨中色素被破坏。
提示　绿叶中含量越多的色素，其在滤纸条上越宽，溶解度越大的色素在滤纸条上扩散得越快。
(3)叶绿素a和叶绿素b只吸收红光和蓝紫光(　　)(4)植物叶片之所以呈现绿色，是因为叶片中的叶绿体吸收了绿光(　　)(5)在干燥滤纸条一端1厘米处用钢笔画一条细的横线(　　)
提示　叶绿素a和叶绿素b主要吸收红光和蓝紫光，对其他波段的光也吸收，只是吸收得少。
提示　植物叶片之所以呈现绿色，是因为叶片反射了绿光。
提示　在干燥滤纸条一端1厘米处用铅笔画一条细的横线。
任务一：分析实验过程及结果(一)色素的提取阅读教材P98的“探究·实践”，回答相关问题：1.已知色素存在于叶片的叶绿体中，提取色素时要破碎细胞及叶绿体，使色素充分释放。在酸性条件下，叶绿素分子卟啉环中的镁离子可以被氢离子取代，导致叶绿素被破坏。试分析色素提取时加入碳酸钙的作用是什么？
提示　色素提取时，研磨叶片会导致液泡中的有机酸被释放出来，破坏叶绿素，碳酸钙可以中和酸性物质，保护叶绿素。
2.研磨时应注意什么？原因是什么？
提示　研磨时要迅速、充分。这样可以保证色素释放得更加充分且挥发量少。
3.过滤时漏斗基部的尼龙布能否用滤纸替代？原因是什么？
提示　不能用滤纸替代。因为滤纸的吸附性强，会导致滤液中色素的浓度过低。
4.某实验小组得到的色素提取液颜色过浅，请结合实验步骤分析可能的原因有哪些？
提示　(1)未加入二氧化硅或研磨不充分，色素未能充分提取出来。(2)称取绿叶过少或加入的无水乙醇过多，色素溶液浓度小。(3)未加入碳酸钙或加入过少，部分色素分子被破坏。
(二)色素的分离1.制备滤纸条时为什么要减去两角？
提示　减少边缘效应，使滤液同时到达滤液细线，防止层析液在滤纸条的边缘处扩散过快。
2.滤液细线的画线原则是什么？待滤液干后，再重画一到两次的目的是什么？
提示　画滤液细线的原则是细、直、齐。待滤液干后，再重画一到两次可以增加滤液细线中色素的含量。
3.为何滤液细线不能触及层析液？
提示　防止色素溶解在层析液中。
4.滤纸条上色素带的分布情况说明了什么？
提示　滤纸条上的色素带分布说明了绿叶中的色素有4种，它们在层析液中的溶解度不同，随层析液在滤纸上扩散得快慢也不同。同时由于 4 种色素的颜色不同，也说明不同色素吸收了不同波长的光。
(三)结合色素的吸收光谱分析实际问题1.冬季时，为了增加蔬菜的产量，应该选红色、蓝色还是无色的大棚塑料薄膜？为什么？
提示　选用无色的大棚塑料薄膜。因为太阳光由七色光组成，所以用无色的大棚塑料薄膜，植物可以获得更多的光能。
2.阴天时，为了增加蔬菜的产量，在功率相同的情况下，应选择什么颜色(“蓝紫光和红光”或“白光”)的照明灯为蔬菜补充光源？为什么？
提示　选择蓝紫光和红光。因为在照明灯功率相同的情况下，选用蓝紫光和红光的照明灯补充光源，植物利用光能的效率更高。
新生的树叶通常为绿色，这是由于新生树叶中主要含叶绿素与类胡萝卜素，其中叶绿素含量多(约占3/4)，叶绿素对绿光吸收最少，绿光被反射出来。在春季与夏季，植物为了生长会产生大量的叶绿素进行光合作用，所以此时树叶多呈绿色。树叶变黄是由于树叶中的各种色素在秋季来临之时会发生分解。树叶中的营养会被重新分配给树干与树根，以备过冬。而叶绿素的分解速度比叶黄素等快很多，叶绿素迅速分解完，叶黄素的颜色显露出来。因此秋季树叶多呈黄色。
而树叶变红则是因为当温度低于7 ℃时，树叶中会生成花青素。花青素是植物花瓣中主要的显色物质，如玫瑰、牡丹等。在树叶落地后，树叶中的各种色素会逐渐降解，这时残留于树叶中“单宁”的颜色——褐色便呈现出来，因此落叶最后呈褐色。
1.某同学在进行“绿叶中色素的提取和分离”实验时，进行了以下操作：①将5 g新鲜菠菜叶片剪碎放入研钵中，加入无水乙醇后直接进行研磨；②将预备好的滤纸条一端剪去两角，在距这一端1 cm处用钢笔画一条横线；③为增强实验效果，将滤液细线画粗些；④将滤纸条画有滤液细线的一端朝下，轻轻插入层析液中，让滤液细线浸入层析液中。该同学的操作有误的是A.① B.①②C.①②③ D.①②③④
2.某实验小组利用新鲜的绿叶为材料，进行绿叶中色素的提取和分离实验，实验结果如图所示。请回答下列问题：(1)分离绿叶中的色素常用纸层析法，该方法的原理是_______________________________________________________________________________。A、B是滤纸条上的标记，根据实验现象可知层析液最先所处的位置是____(填“A”或“B”)处。(2)在色素的提取和分离过程中，偶然发现某植株缺失第Ⅲ条色素带。缺失第Ⅲ条色素带的植株不能合成________，导致对______光的吸收能力明显减弱。
光合色素在层析液中的溶解度不同，溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得快，反之则慢
叶绿体的结构适于进行光合作用
1.叶绿体的形态：一般呈扁平的 或 。2.叶绿体的结构模式图(1)结构 ↓决定(2)功能：进行 的场所。 ↑证明(3)恩格尔曼的实验：需氧细菌只分布在 被光束照射的部位。
3.叶绿体捕获光能、进行光合作用的结构基础(1)在叶绿体内部巨大的膜表面上，分布着许多吸收光能的 。(2)在 上和 中，还有许多进行光合作用所必需的酶。
任务二：分析叶绿体的功能1.实验选择水绵和需氧细菌作为实验材料的优点：水绵的叶绿体呈_____ 分布，便于观察；用需氧细菌可确定 的部位。2.为何要除去小室中原有的空气？
提示　选用没有空气的环境，可排除空气中氧气的干扰。
3.在黑暗中用极细光束照射水绵有何巧妙之处？
提示　用极细光束照射，使叶绿体形成有光和无光部位，相当于一组对比实验。
4.为何把载有水绵的临时装片又暴露于光下？
提示　和黑暗条件下用极细光束照射进行对照，进一步明确实验结果完全是由光照射到叶绿体引起的。
5.由此实验能得出什么结论？
提示　叶绿体能吸收光能用于光合作用放氧。
6.在恩格尔曼的第二个实验中，大量的需氧细菌聚集在红光和蓝紫光区域，为什么？
提示　这是因为水绵叶绿体上的光合色素主要吸收红光和蓝紫光，在此波长光的照射下，叶绿体会释放较多氧气，适于需氧细菌在此区域分布。
7.综合上述分析，你认为叶绿体具有什么功能？
提示　叶绿体是进行光合作用的场所，并且能够吸收特定波长的光。
3.如图为叶绿体的结构示意图，下列叙述不正确的是A.①具有选择透过性B.吸收光能的色素分布在②上C.与光合作用有关的酶只分布在③中D.叶绿体具有双层膜
4.德国科学家恩格尔曼设计了一个实验研究光合作用的吸收光谱。他将三棱镜产生的散射光投射到丝状水绵体上，并在水绵悬液中放入需氧细菌，观察细菌的聚集情况(如图所示)。他由实验结果得出光合作用在红光区和蓝紫光区最强。这个实验的思路是A.细菌对不同的光反应不一，细菌聚集多的地方，细 菌光合作用强B.需氧细菌聚集多的地方，O2浓度高，水绵光合作用强C.需氧细菌聚集多的地方，产生的有机物多，水绵光合作用强D.需氧细菌大量消耗O2，使水绵的光合速率大幅度加快
题组一　捕获光能的色素1.用新鲜菠菜叶片进行绿叶中色素的提取和分离实验。下列叙述正确的是A.提取绿叶中色素的原理是四种色素的溶解度不同B.可以用无水乙醇作为层析液进行四种色素的分离C. SiO2有利于破坏叶肉细胞 D.层析完毕后应迅速记录结果，否则色素带会挥发消失
2.下列分离绿叶中色素的装置，正确的是
3.在“绿叶中色素的提取和分离”实验中，下列主要步骤操作正确的是A.步骤①为获得10 mL提取液，一次 性加入10 mL a液研磨效果最好B.步骤②采用定性滤纸过滤，可提高 滤液中光合色素的含量C.步骤③在滤纸条上连续画2～3次滤液细线，分离色素效果更好D.步骤④将试管固定于铁架台上，可防止b液晃动而触及滤液细线
4.(2023·惠州高一期末)如图是纸层析法分离绿叶中的色素得到的色素带，下列说法正确的是A.a带呈橙黄色，其在层析液中的溶解度最高B.c带最宽，其中色素主要吸收红光和蓝绿光C.越幼嫩的叶子，c和d带的宽度越大D.在提取色素时加碳酸钙的目的是保护a、b带中的色素
5.(2024·山东泰安第二中学高一期末)高等植物的光合作用依赖光合色素。不同环境条件下，叶绿素a和叶绿素b之间可以相互转化，这种转化称为“叶绿素循环”。研究发现，在适当遮光条件下，叶绿素a/叶绿素b的值会降低，以适应环境。图中②③是两种叶绿素的吸收光谱。
下列关于叶绿素的叙述，正确的是A.图中②和③主要分布在叶绿体的内膜上B.利用纸层析法分离色素时，③应位于滤 纸条的最下端C.植物叶片呈现绿色是由于②③主要吸收绿光D.弱光下②的相对含量增高有利于植物对弱光的利用
6.利用无水乙醇提取出叶绿体中的色素，设法分离得到各种色素后，并将叶绿素b、叶绿素a、叶黄素、胡萝卜素和混合液依次点样在滤纸的1、2、3、4、5位置(如图所示)，当滤纸下方浸入层析液后，滤纸条上各色素正确位置应为
题组二　叶绿体的结构适于进行光合作用7.图甲为叶绿体结构模式图，图乙是从图甲中取出的部分结构放大图。下列相关叙述正确的是A.图乙所示结构取自图甲中的①或③B.与光合作用有关的酶全部分布在图乙 所示结构上C.图乙所示的结构可吸收全部的太阳光D.叶绿体以图甲③的形式扩大膜的面积
8.恩格尔曼用极细的光束照射载有水绵和需氧细菌的临时装片①，将临时装片②暴露在光下，结果如图所示。下列关于该实验的叙述，错误的是A.实验开始前，临时装片都要先进行通气处理B.该对照实验可以证明叶绿体是进行光合作用的场所C.临时装片中的需氧细菌的聚集位置说明光合产物中 有氧气D.用透过三棱镜的光束照射临时装片①，会得到与该图示不同的结果
9.在“绿叶中色素的提取和分离”实验中得到的色素带颜色较浅，分析其原因可能是①加入的提取液太多　②用体积分数为95%的乙醇加入无水碳酸钠代替无水乙醇　③研磨时没有加入碳酸钙　④研磨时没有加入二氧化硅　⑤取的叶片叶脉过多，叶肉细胞过少　⑥画滤液细线的次数少　⑦使用放置数天的菠菜叶A.①③⑦ B.②④⑤C.①③④⑤⑥⑦ D.②③④⑤⑥
10.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的使用情况如表所示(“＋”表示使用，“－”表示未使用)，其余操作均正常，他们所得到的实验结果依次应为A.①②③④ B.②④①③C.④②③① D.③②①④
11.某同学对菠菜叶中提取的色素进行分离，相关结果如图所示。下列相关叙述不正确的是A.色素带甲在层析液中的溶解度最低B.色素带丁的颜色为橙黄色C.不同色素带的宽度是相同的D.发黄的叶片中色素带甲和乙会变窄
12.(2023·绵阳高一期末)下列关于高等植物叶绿体中色素的叙述，错误的是A.植物工厂中的适宜光源组合为红光和蓝紫光B.构成叶绿素的镁可以由植物的根从土壤中吸收C.红外光和紫外光可被叶绿体中的色素吸收用于光合作用D.黑暗中生长的植物幼苗叶片呈黄色是由于叶绿素合成受阻引起的
13.“看万山红遍，层林尽染”描写出了秋天缤纷的色彩。下列叙述正确的是A.植物的色素只存在于液泡中B.用清水可以将紫鸭跖草叶片中的所有色素提取并分离C.秋天银杏叶片变黄的原因是低温造成叶绿素含量降低D.枫树、爬山虎等植物叶片变红后捕获光能的能力增强
14.如图是甲、乙、丙三位同学进行“绿叶中色素的提取和分离”实验的过程，请据图回答下列问题：(1)甲同学选用新鲜菠菜的绿色叶片进行实验，在滤纸上出现了四条清晰的色素带，如图1所示。甲同学分离色素的方法是__________，滤纸条上色素带位置的不同主要取决于____________________________。从上往下数，叶黄素位于第____条色素带。
色素在层析液中溶解度的大小
(2)乙同学改变甲同学所用层析液组成后继续进行实验，在滤纸条上出现了黄、绿两条色素带。他用刀片裁出含色素带的滤纸条，用乙醚分别溶解条带上的色素，浓缩后用一光学分析仪器检测，通过分析色素溶液的__________来判断色素带上的色素种类。
(3)丙同学对甲同学所做的“绿叶中色素的提取和分离”实验进行改进，实验装置如图2所示。该同学应将提取到的滤液滴在____(填“a”或“b”)处，棉线灯芯下端应浸没在_______中。实验结果得到四个不同颜色的同心圆，排列在最内侧的色素是_________(填色素的名称)。
15.(2023·咸阳高一期末)某同学用菠菜叶做绿叶中色素的提取和分离实验的过程中，用纸层析法分离色素，在滤纸条分离出5条色素带，计算出每条色素带的迁移率如图1所示。可以确定最下面的两条色素带分别为叶绿素a和叶绿素b，但上方还有三条色素带。为了弄清这些色素带的成分，该同学做了β-胡萝卜素和叶黄素的标准品迁移率的对比，结果如图2所示。请回答下列问题：
(1)实验中可以用__________提取菠菜叶中的色素，纸层析法分离色素的原理是____________________________________________________________________________。(2)菠菜叶中的光合色素主要分布在叶绿体的___________上，色素带的迁移率与________________________有关。(3)叶绿素a的颜色是_______，叶绿素主要吸收___________光。
色素在层析液中的溶解度不同，溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得快，反之则慢
色素在层析液中的溶解度