2019高中生物 第5章 第4节 第1课时 捕获光能的色素和结构课件 新人教版必修1

一、实验：绿叶中色素的提取和分离1．提取绿叶中的色素(1)原理：绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂中。(2)过程：步骤名称操作过程取材称取5g新鲜绿叶，，放入研钵中研磨加入少许，再加入10mL，迅速、充分研磨过滤漏斗基部放一块单层，将研磨液迅速倒入玻璃漏斗中进行过滤收集用小试管收集色素滤液，及时将试管口用塞严二氧化硅和碳酸钙无水乙醇尼龙布剪碎无水乙醇棉塞2.分离绿叶中的色素(1)原理：各种色素在层析液中的不同，的随层析液扩散得快，反之则慢。因而色素就会随着在滤纸上的扩散而分离开来。(2)步骤：溶解度层析液溶解度高二、绿叶中色素种类、分布及吸收光谱色素种类颜色吸收光谱分布叶绿素a叶绿素(约占3/4)叶绿素b主要吸收胡萝卜素类胡萝素(约占1/4)叶黄素主要吸收叶绿体中的类囊体薄膜上蓝绿色黄绿色蓝紫光和红光橙黄色黄色蓝紫光三、叶绿体的结构与功能1．形态：一般呈扁平的形或形。2．结构：3．功能：是进行的场所。椭球球光合作用一、绿叶中色素的提取与分离1．教材问题探讨分析读教材P97—P98实验内容，讨论回答下列问题：(1)从绿叶中提取色素的过程中，为何要将绿叶充分研磨？提示：为了使叶绿体完全破裂，从而能提取出较多的色素。(2)为什么要将滤纸条的一端剪去两角？画滤液细线有什么要求？在干燥后要重复画一两次，请分析这样做的目的。(3)如图是某同学实验所得到的层析结果，据图分析并填写图中自上而下色素的名称、颜色。提示：①剪去两角的目的是防止层析液在滤纸条的边缘扩散过快。②滤液细线要细、直、齐，可使分离的色素带不重叠。③重复画线可增加色素含量使分离的色素带清晰，便于观察。提示：①胡萝卜素橙黄色②叶黄素黄色③叶绿素a蓝绿色④叶绿素b黄绿色2．判断下列说法是否正确(1)叶绿体中的色素既能溶于有机溶剂又能溶解于水中。()(2)可选用绿色植物任何部位的叶片进行色素的提取与分离。()(3)向研钵中加入少量的CaCO3和少量的SiO2作用是相同的。()(4)过滤色素溶液时，漏斗基部应放置多层滤纸。()(5)层析得到的滤纸条上各种色素带的宽度可说明不同色素含量的多少。()××√××二、叶绿体的结构与功能1．教材问题探讨分析(1)观察教材P99图5－11，阅读相关文字内容，讨论叶绿体与其功能相适应的结构特点有哪些？提示：叶绿体中基粒的类囊体薄膜上分布有吸收光能的色素和光合作用相关的酶；在叶绿体的基质中含有与光合作用有关的酶；组成基粒的类囊体薄膜，大大增加了膜面积。(2)阅读教材P100资料分析内容，讨论并交流下列问题：试从实验材料选择、对照设置等方面分析恩格尔曼的实验方法有什么巧妙之处？从该实验还可得出什么结论？提示：巧妙之处：①实验材料选择水绵和好氧细菌，水绵的叶绿体呈螺旋式带状，便于观察；用好氧细菌可确定释放氧气多的部位。②没有空气的黑暗环境：排除了氧气和光的干扰。③用极细的光束点状投射：叶绿体上可分为获得光照多和光照少的部位，相当于一组对照实验。④进行黑暗(局部光照)和曝光对照实验。明确实验结果完全是由光照引起的等。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。2．判断下列说法是否正确(1)叶绿体基质中含有少量的DNA、RNA以及少量的色素。()(2)叶绿素对绿光不吸收，全部被反射，所以叶片呈绿色。()××一、叶片颜色变化植物叶片呈现的颜色是叶片中各种色素的综合表现，其中主要是绿色的叶绿素和黄色的类胡萝卜素之间的比例。1．植物叶色正常是绿色的原因：正常叶片中叶绿素和类胡萝卜素含量的比例约为3∶1，所以正常叶片总是绿色。2．秋天植物叶色变黄的原因：叶绿素不稳定，低温下易被破坏，而类胡萝卜素分子比较稳定，不易被破坏，所以随着天气变冷，叶片逐渐呈现类胡萝卜素的颜色——黄色。二、实验注意事项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．提取色素时研磨要迅速、充分的原因：无水酒精易挥发；为了使叶绿体完全破裂，从而能提取到较多的色素；叶绿素极不稳定，会在活细胞中的叶绿素水解酶作用下水解。3．制备滤纸条：剪取两角，以保证色素在滤纸条上扩散均匀、整齐，便于观察实验结果，否则，会形成弧形色素带。4．画滤液细线要细而直，且干燥后重复画2～3次以增加色素含量。5．色素分离：滤液细线不要触及层析液，否则色素将溶解到层析液中，导致色素带不清晰。三、实验试剂的作用1．无水乙醇用于提取绿叶中的色素。2．层析液用于分离绿叶中的色素。3．研磨时加入的二氧化硅可使研磨更充分。4．碳酸钙可防止研磨过程中色素被破坏。[特别提醒]绿叶中色素提取分离实验异常现象分析(1)收集到的滤液绿色过浅的原因分析：①未加石英砂(二氧化硅)，研磨不充分。②使用放置数天的菠菜叶，滤液色素(叶绿素)太少。③一次加入大量的无水乙醇，提取浓度太低。④未加碳酸钙或加入过少，色素分子被破坏。(2)滤纸条色素带重叠：滤纸细线画得过粗。(3)滤纸条看不见色素带：①忘记画滤液细线。②滤液细线接触到层析液，且时间较长，色素全部溶解到层析液中。[例1](新课标全国卷Ⅱ)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都含有镁元素，A项正确。叶绿素a和叶绿素b吸收的光能可用于光合作用的光反应，B项正确。在红光区叶绿素a的吸收峰值高于叶绿素b，C项正确。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项错误。[答案]D[例2](江苏高考)关于叶绿体中色素的提取和分离实验的操作，正确的是()A．使用定性滤纸过滤研磨液B．将干燥处理过的定性滤纸条用于层析C．在画出一条滤液细线后紧接着重复画线2～3次D．研磨叶片时，用体积分数为70%的乙醇溶解色素[解析]在提取绿叶中色素时，漏斗基部放单层尼龙布进行过滤，A项错误；纸层析法分离滤液中色素时，需用干燥的定性滤纸，B项正确；画出一条滤液细线后需等滤液干后再重复画线2～3次，C项错误；研磨叶片时应用无水乙醇溶解色素，D项错误。[答案]B填充：①叶绿素a、叶绿素b②胡萝卜素、叶黄素③类囊体④类囊体⑤DNA1．无水乙醇能提取绿叶中的色素，层析液可分离色素。2．用无水乙醇提取色素的原理是色素能溶解在无水乙醇中。3．不同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。4．二氧化硅有助于研磨充分，碳酸钙可防止研磨中色素被破坏。5．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和叶绿素b。6．叶绿素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。7．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类囊体薄膜和叶绿体基质中。1．在做“绿叶中色素的提取和分离”实验时，研磨绿叶不需要加入()A．乙醇B．层析液C．二氧化硅D．碳酸钙答案：B解析：在“绿叶中色素的提取和分离”实验中，研磨绿叶之前，需要加入少量的二氧化硅、碳酸钙及10mL无水乙醇，层析液是在分离色素时加入到烧杯中的试剂。2．关于“绿叶中色素的提取和分离”实验的叙述，不正确的是()A．可以用无水乙醇提取叶绿体中的色素B．叶绿体中色素能够分离的原因是不同色素在层析液中的溶解度不同C．研钵中加入二氧化硅、碳酸钙和绿叶后直接用杵棒进行研磨，不用作任何处理D．滤液细线要画得细而直，避免色素带间的部分重叠解析：叶绿体中色素不溶于水而溶于有机溶剂无水乙醇，因此可用无水乙醇提取色素；分离色素是利用了各种色素在层析液中的溶解度的不同，随层析液在滤纸条上扩散速度不同而停留在不同位置上；提取色素研磨时，需要向研钵内加入少量的二氧化硅、碳酸钙、10mL无水乙醇及绿叶，并迅速研磨；在滤纸条上画滤液细线时，一定要细、直、齐，防止层析后色素带重叠。答案：C3．在进行“绿叶中色素提取和分离”的实验时，不让层析液没及滤液细线的原因是()A．滤纸上几种色素会扩散不均匀而影响实验结果B．滤纸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实验失败D．滤纸上的几种色素会混合起来不分散解析：叶绿体中的各种色素能够溶于有机溶剂，若在层析时，层析液没及滤纸条上的滤液细线，色素就会溶解在层析液中，导致层析后得不到色素带。答案：C4．某同学从杨树叶片中提取并分离得到4种色素样品，经测定得到下列吸收光谱图，其中属于叶绿素b的是()解析：植物叶绿体中的色素分为叶绿素和类胡萝卜素，其中叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，类胡萝卜素主要吸收蓝紫光，400nm～500nm为蓝紫光区，600nm～700nm为红光区，因为叶绿素b是叶绿素的一种，所以答案选A。答案：A5.下面是“绿叶中色素的提取和分离”实验的部分材料和用具。据图回答：(1)图中步骤①加入研钵内的物质为：A________10mL，作用是________；B_________少许，作用是使研磨充分；C________少许，作用是________。(2)图中步骤②将研磨液倒入漏斗中，漏斗基部放有________________。(3)图中步骤③剪去两角的作用是，画滤液细线的要求是_____________________________________________________。(4)图中步骤④中加盖的目的是____________；色素带最宽的是____________，扩散速度最快的是____________。(5)秋天，北方树叶大都由绿变黄，其原因是占四种色素总量3/4的______和______分解，从而显示出________和________的颜色。解析：(1)研磨时需要加入3种物质：10mL无水乙醇，作用是溶解色素；二氧化硅可以增大摩擦力，使细胞和叶绿体破碎以便充分研磨；细胞研磨破碎后，会溢出有机酸，为防止叶绿素被破坏，研磨时需要加入少许碳酸钙来中和有机酸。(2)过滤研磨液时，漏斗基部通常使用单层尼龙布而不能用滤纸，因为色素可吸附在滤纸上。(3)剪去滤纸两角的作用是防止两边色素扩散过快。画滤液细线的要求是细、齐、直。(4)4种色素在层析液中溶解度不同导致各种色素在滤纸条上的扩散速度不同，从而达到分离色素的目的。由于层析液有毒，且可以挥发，所以要加盖。色素带的宽度不同是由各种色素含量不同造成的，且色素的含量越多，色素带越宽。一般植物叶片中叶绿素a含量最多，所以叶绿素a的色素带最宽。(5)叶绿素不稳定，易分解，而叶黄素和胡萝卜素较稳定，故秋天树叶由绿变黄。答案：(1)无水乙醇溶解色素二氧化硅碳酸钙防止色素被破坏(2)单层尼龙布(3)防止色素带扩散不整齐细、齐、直(4)防止层析液挥发叶绿素a胡萝卜素(5)叶绿素a叶绿素b胡萝卜素叶黄素