(高效导学XXXX-XXXX学年高中生物第5章第4节第1课

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自主学习新知突破1．识记绿叶中色素的种类和作用。2．理解叶绿体的结构。3．掌握色素的提取分离的原理、操作步骤。1．色素的分类捕获光能的色素2．色素的功能(1)叶绿素主要吸收_________和_______。(2)类胡萝卜素主要吸收_________。蓝紫色红光蓝紫光[思考探讨]1.液泡中的色素是哪种？2．温室或大棚种植蔬菜，选用什么颜色的玻璃或塑料薄膜？提示：1.花青素，不参与光合作用。2．无色玻璃或白色塑料薄膜。影响叶绿素合成的因素(1)光是叶绿素形成的必要条件：一般植物在黑暗中生长都不能合成叶绿素，叶片发黄。(2)温度：叶绿素的生物合成过程，绝大部分都有酶的参与。一般来说，叶绿素形成的最低温度是－4℃，秋天叶片变黄和早春寒潮过后水稻秧苗变白等现象，都与低温抑制叶绿素形成有关。(3)矿质元素：N、Mg是组成叶绿素的元素，植物缺N、Mg时，就不能形成叶绿素，呈缺绿病。1．叶绿体的结构叶绿体的结构和功能(1)基粒是由许多________堆叠而成的。(2)光合作用的色素分布在______________上，与光合作用有关的酶分布在_______________________中。2．叶绿体功能：是进行___________的场所。类囊体类囊体薄膜类囊体薄膜和叶绿体基质光合作用[思考探讨]3.叶绿体分布在哪些结构中？4．进行光合作用的生物必定有叶绿体吗？提示：3.叶肉细胞、幼茎皮层细胞、气孔的保卫细胞中有叶绿体。4．不一定，蓝藻无叶绿体，但含有叶绿素等色素及光合作用酶也能进行光合作用。1．叶绿体的结构特点(1)外膜使其内部结构与细胞质基质分开，保证了叶绿体相对独立地进行代谢活动。(2)内膜、叶绿体基质以及类囊体的薄膜上含有与光合作用有关的酶。(3)由类囊体堆叠而成基粒，增大了膜面积，增加了反应面积。(4)叶绿体基质中还含有少量的DNA和RNA。①色素的分布：与光合作用相关的色素只分布在类囊体的薄膜上。②酶的分布：与光合作用相关的酶分布在类囊体的薄膜上和基质上。2．叶绿体是进行光合作用的场所的实验验证(1)实验过程及现象。水绵好氧细菌――→黑暗无空气极细光束照射→好氧细菌集中于叶绿体被光束照射的部位完全曝光→好氧细菌分布于叶绿体所有受光部位(2)实验结论。①叶绿体是进行光合作用的场所。②O2是由叶绿体释放的。[记知识纲要][背关键语句]1．色素提取的原理：绿叶中色素能够溶解在有机溶剂无水乙醇中，色素分离的原理：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。2．绿叶中的色素包括：叶绿素a(蓝绿色)、叶绿素b(黄绿色)、胡萝卜素(橙黄色)、叶黄素(黄色)。叶绿素a和叶绿素b主要吸收蓝紫光和红光，胡萝卜素和叶黄素主要吸收蓝紫光。3．叶绿体有双层膜，内有许多基粒，基粒之间充满基质，每个基粒都由一个个圆饼状的囊状结构堆叠而成。4．光合作用的色素只分布在类囊体上，与光合作用有关的酶分布在类囊体和基质中。合作探究课堂互动叶绿体的结构及功能下列有关叶绿体的说法，正确的是()A．叶绿体增大膜面积的方式与线粒体相同B．叶绿体中的色素都分布在类囊体薄膜上，酶都分布在基质中C．叶绿体产生的O2除供自身利用外，还可被线粒体利用D．线粒体产生的CO2被叶绿体利用至少需穿过8层磷脂双分子层[自主解答]________解析：叶绿体内的类囊体堆叠形成基粒，扩大了细胞内的膜面积，这与线粒体不同，A错误；叶绿体中的色素都分布在类囊体薄膜上；酶在类囊体薄膜和叶绿体基质中都有分布，B错误；光合作用不消耗O2，叶绿体产生的O2可被有氧呼吸第三阶段利用，剩余的O2释放到周围环境中，C错误；线粒体产生的CO2被同一细胞的叶绿体利用时穿过的膜层数最少，只需穿过2层线粒体膜和2层叶绿体膜共8层磷脂双分子层，D正确。答案：D叶绿体中的两个“不同”(1)光合作用的酶和光合作用色素分布的位置不完全相同。光合作用的酶分布在类囊体的薄膜上和基质中，但光合色素只分布在类囊体的薄膜上。(2)叶绿体和线粒体增大膜面积的方式不同。叶绿体以囊状结构堆叠成基粒的方式增大膜面积，而线粒体以内膜向内腔折叠形成嵴的方式增大膜面积。1．下图为叶绿体结构示意图，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．叶绿体具有双层膜解析：叶绿体是由双层膜构成的，它们具有选择透过性，A、D正确；吸收光能的色素分布在由囊状结构堆叠而成的基粒上，B正确；与光合作用有关的酶分布在基粒上和基质中，C错误。答案：C色素的提取与分离实验下图表示绿叶中色素的提取和分离实验的部分材料和用具，下列叙述错误的是()A．图①加入研钵内的物质还有无水乙醇、SiO2、CaCO3B．将糨糊状研磨液倒入②中，漏斗基部应放一块单层尼龙布C．③画滤液细线的要求是细、齐、直D．④层析结果色素带最宽的是叶绿素b，扩散最快的是叶黄素[自主解答]________解析：色素提取时加入无水乙醇的目的是溶解色素，加入SiO2的目的是使细胞中的色素更容易释放出来，加入CaCO2的目的是防止破坏色素，在过滤时漏斗的基部应放一块单层尼龙布，层析的结果是叶绿素a的色素带最宽，扩散最快的是胡萝卜素。答案：D绿叶中色素的提取和分离[实验原理]色素提取：色素能够溶解于有机溶剂。色素分离：色素在层析液中的溶解度不同，随层析液扩散的速度不同。[实验步骤][操作要点](1)选材：应选取鲜嫩、颜色深绿的叶片，以保证含有较多的色素。(2)提取色素：研磨要迅速、充分，且加入各物质的量要成比例，以保证提取较多的色素和色素浓度适宜。(3)画滤液细线：用力要均匀，快慢要适中。滤液细线要细、直，且干燥后重复画一两次，使滤液细线既有较多的色素，又使各色素扩散的起点相同。(4)色素分离：滤液细线不要触及层析液，否则滤液细线中的色素分子将溶解到层析液中，滤纸条上得不到色素带。2．下列关于色素的提取与分离实验的有关叙述中，错误的是()A．加入CaCO3是为了防止色素被破坏B．加入SiO2有利于破坏叶肉细胞C．加入无水乙醇的目的是溶解色素D．滤纸条上的滤液细线中色素越少越利于色素分离解析：CaCO3是用来防止色素被破坏；SiO2是为了充分研磨；无水乙醇是用于提取色素的溶剂；色素的量合适才能使分离效果明显。答案：D高效测评知能提升1．叶绿体是植物进行光合作用的细胞器。下列关于叶绿体及色素的叙述正确的是()A．植物细胞都有叶绿体，叶绿体普遍分布在植物的全部细胞中B．叶绿素在高等植物体内有两种，叶绿素a呈蓝绿色，叶绿素b呈黄绿色C．同线粒体一样，叶绿体的内膜极大地扩展了受光面积D．叶绿体中的色素只吸收红光和蓝紫光进行光合作用解析：只有植物叶肉细胞、幼茎皮层细胞和保卫细胞中含有叶绿体，A错误；叶绿体通过类囊体垛叠成基粒，增大膜面积，C错误；叶绿体中的叶绿素吸收红光、蓝紫光，类胡萝卜素吸收蓝紫光，D错误。答案：B2．下列关于叶绿素的叙述，错误的是()A．叶绿素a和叶绿素b都含有镁元素B．被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所含的化学元素相同，都由C、H、O、N、Mg组成，A正确；叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，叶绿素吸收的光能通过光合作用转变为储存在有机物中的化学能，B正确；叶绿素a在红光区的吸收峰值约为663nm，叶绿素b在红光区的吸收峰值约为645nm，C正确；绿叶中的色素对绿光的吸收极少，绝大多数绿光被反射出来，因此植物呈现绿色，D错误。答案：D3．下列是新鲜绿叶的四种光合色素在滤纸上分离的情况，以下说法正确的是()A．提取色素时加入碳酸钙是为了防止滤液挥发B．水稻在收获时节，叶片中色素量的变化是(甲＋乙)(丙＋丁)C．四种色素都能溶解在层析液中，乙色素的溶解度最大D．四种色素中，丙和丁主要吸收红光解析：碳酸钙在提取色素时其作用是保护色素，图示中四种色素依次为叶绿素b、叶绿素a、叶黄素、胡萝卜素，它们的多少代表含量而不表示溶解度，当秋收时低温会破坏叶绿素，所以甲、乙的含量会降低，而且比丁、丙之和少，丙、丁两者主要吸收蓝紫光。答案：B4．下列关于叶绿体和光合作用的描述中，正确的是()A．叶片反射绿光故呈绿色，因此日光中绿光透过叶绿体的比例最小B．叶绿体的类囊体膜上含有进行光合作用所需的各种色素C．光照下叶绿体中的ATP主要是由光合作用合成的糖经有氧呼吸产生的D．光合作用强烈时，暗反应过程直接将3个CO2分子合成一个三碳化合物解析：色素吸收可见光，叶片之所以呈绿色，是因为叶绿体中色素对绿光吸收量最少，A错误；叶绿体中色素主要存在于类囊体的薄膜上，B正确；叶绿体中ATP的合成来自光合作用的光反应，C错误；在光合作用的暗反应中，每固定一分子CO2需要一分子五碳化合物，生成两分子三碳化合物，D错误。答案：B5．下图是叶绿体中色素的提取和分离过程图解，根据所学知识回答下列问题；(1)图1是色素的提取，其中甲过程按a、b、c依次加入5g绿叶、SiO2和CaCO3少许、10mL________；加入c的作用是__________。(2)图1中乙过程是过滤得到含有色素的滤液，其中用的单层尼龙布而不用纱布，原因是_______________________。(3)图2中戊是沿铅笔细线画出含色素的滤液细线e，要求做到画出的e要________，所以在画线时每画一次滤液后要待干后再画下一次，重复2～3次。(4)图2中己是纸层析分离色素的步骤，其中h是__________，g和f的位置关系是________________。答案：(1)无水乙醇溶解色素(2)纱布对色素的吸收性强，会遗失部分色素，导致色素含量降低(3)细、直、齐(4)层析液g不能没及f