2018-2019學(xué)年高中生物 第四章 光合作用和細(xì)胞呼吸 第二節(jié) 光合作用 第2課時(shí) 光合色素與光能的捕獲學(xué)案 蘇教版必修1.doc

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第2課時(shí)　光合色素與光能的捕獲 　　　　　　　　　　　　　　　　1.葉綠體中的色素存在類(lèi)囊體膜上，主要有胡蘿卜素、 葉黃素、葉綠素a和葉綠素b。 2．類(lèi)胡蘿卜素由胡蘿卜素和葉黃素組成，主要吸收 藍(lán)紫光；葉綠素a和葉綠素b組成葉綠素，主要吸收 紅光和藍(lán)紫光。 3．提取葉綠體中的色素用無(wú)水乙醇，因?yàn)槿~綠體中 的色素能夠溶解在無(wú)水乙醇等有機(jī)溶劑中。 4．分離色素利用紙層析法，葉綠體中的色素在層析 液中溶解度不同，在濾紙上擴(kuò)散的速度也不同，溶解 度越大，擴(kuò)散越快，擴(kuò)散的距離就越遠(yuǎn)。 5．在濾紙上擴(kuò)散距離從近到遠(yuǎn)依次是葉綠素b、葉綠 素a、葉黃素和胡蘿卜素。 一、提取和分離葉綠體中的光合色素 1．原理 (1)無(wú)水乙醇能夠溶解綠葉中的各種光合色素。 (2)色素在層析液中的溶解度不同，因而在濾紙上的擴(kuò)散速度也有差異。 2．步驟 (1)提取色素： (2)制備濾紙條： 將準(zhǔn)備好的略短于燒杯高度、寬1 cm的干燥濾紙條，在其一端剪去兩角，然后在距該端大約1 cm處用鉛筆畫(huà)一條細(xì)線(xiàn)。 (3)畫(huà)濾液細(xì)線(xiàn)：用毛細(xì)吸管吸取少量濾液，沿鉛筆畫(huà)的細(xì)線(xiàn)畫(huà)一條細(xì)而直的濾液細(xì)線(xiàn)，吹干后重復(fù)畫(huà)若干次。 (4)分離色素：如下圖所示。 (5)觀(guān)察結(jié)果：如下圖所示。 二、葉綠體中光合色素的功能 1．葉綠素：主要吸收紅光和藍(lán)光。 2．胡蘿卜素和葉黃素 (1)主要吸收藍(lán)紫光。 (2)保護(hù)葉綠素免遭強(qiáng)光傷害。 1．判斷下列說(shuō)法的正誤 (1)只有無(wú)水乙醇能夠溶解葉綠體色素() (2)色素在層析液中的溶解度越大，在濾紙上的擴(kuò)散速度越快(√) (3)研磨時(shí)加入碳酸鈣的目的是保護(hù)色素(√) (4)層析時(shí)需要干燥濾紙(√) (5)畫(huà)濾液細(xì)線(xiàn)的標(biāo)準(zhǔn)是細(xì)、直、齊() (6)葉綠體色素都能吸收藍(lán)紫光(√) 2．從新鮮的菠菜葉片提取葉綠體色素，發(fā)現(xiàn)提取液明顯偏黃綠色，最可能的原因是(　　) A．加入的二氧化硅太多 B．沒(méi)有加入碳酸鈣 C．過(guò)濾不徹底 解析：選B　提取色素時(shí)加入二氧化硅的目的是為了研磨充分，加入的二氧化硅太多不會(huì)導(dǎo)致提取液偏黃；加入碳酸鈣的目的是保護(hù)色素，因?yàn)槿~綠體中的葉綠素不穩(wěn)定，容易被破壞，所以沒(méi)有加入碳酸鈣會(huì)導(dǎo)致提取液明顯偏黃綠色；過(guò)濾不徹底不影響葉綠素的含量。 3．實(shí)驗(yàn)中，從菠菜葉片中提取葉綠體色素常用的溶劑為(　　) A．1% NaOH　　 B．水　　　　　 　C．無(wú)水乙醇 解析：選C　由于葉片中葉綠素色素不溶于水，但能溶于有機(jī)溶劑，所以在從菠菜葉片中提取葉綠素色素常用的溶劑為無(wú)水乙醇或丙酮等有機(jī)溶劑。 4．在進(jìn)行“提取和分離葉綠體中的光合色素”實(shí)驗(yàn)中，為了保護(hù)色素加入的物質(zhì)是(　　) A．無(wú)水乙醇 B．碳酸鈣 C．二氧化硅 解析：選B　加入少量CaCO3，可以中和細(xì)胞內(nèi)的有機(jī)酸，防止有機(jī)酸奪取葉綠素中的鎂離子而破壞葉綠素，從而起到保護(hù)色素的作用。 5．在進(jìn)行色素的提取和分離的實(shí)驗(yàn)時(shí)不讓層析液觸及濾液細(xì)線(xiàn)的原因是(　　) A．濾紙上幾種色素會(huì)擴(kuò)散不均勻而影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果 B．濾紙上的濾液細(xì)線(xiàn)會(huì)變粗而使色素太分散 C．色素會(huì)溶解在層析液中而使實(shí)驗(yàn)失敗 解析：選C　濾液細(xì)線(xiàn)不能觸及層析液，否則色素溶解到層析液中，將得不到清晰的色素帶。 6.葉綠體中有多種色素，可以用紙層析方法將它們分離。右圖為紙層析結(jié)果示意圖，其中Ⅳ是(　　) A．葉綠素a B．葉綠素b C．葉黃素 解析：選B　用紙層析法分離葉綠體中色素時(shí)，所得濾紙條上應(yīng)該有四條色素帶，從上到下依次是胡蘿卜素(橙黃色)、葉黃素(黃色)、葉綠素a(藍(lán)綠色)、葉綠素b(黃綠色)。所以Ⅳ是葉綠素b。 7．對(duì)綠色植物光合作用最有效的一組光是(　　) A．紅光和藍(lán)綠光 B．紅光和藍(lán)紫光 C．紅光和橙光 解析：選B　葉綠素a和葉綠素b主要吸收藍(lán)紫光和紅光；胡蘿卜素和葉黃素主要吸收藍(lán)紫光，所以對(duì)綠色植物光合作用最有效的一組光是紅光和藍(lán)紫光。  核心要點(diǎn)(一) 對(duì)“提取和分離葉綠體中的光合色素”實(shí)驗(yàn)分析 1．原理剖析 (1)提取色素：葉綠體中的各種光合色素能夠溶解在無(wú)水乙醇、丙酮等有機(jī)溶劑中。 (2)分離色素：葉綠體中的色素都能溶解在層析液中，在層析液中的溶解度不同；溶解度大的色素分子隨層析液在濾紙上擴(kuò)散快，反之則慢，所以不同色素可以在濾紙上因擴(kuò)散速度不同而分開(kāi)，各種色素在濾紙上形成不同的色素帶。 2．試劑及對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析 試劑 作用 缺少或替換的實(shí)驗(yàn)結(jié)果 無(wú)水乙醇 溶解光合色素 用水替換，提取不到光合色素 碳酸鈣 保護(hù)葉綠素 缺少，葉綠素被破壞，濾紙條上不會(huì)出現(xiàn)藍(lán)綠色或黃綠色的色素帶，或色素帶窄 二氧化硅 研磨充分 缺少二氧化硅，色素帶窄或不出現(xiàn) 層析液 使色素隨層析液在濾紙條上擴(kuò)散開(kāi)來(lái)，使色素分離 3.實(shí)驗(yàn)成功的關(guān)鍵點(diǎn)分析 成功的關(guān)鍵點(diǎn) 理由 葉片新鮮、墨綠色 保證色素的含量 研磨迅速、充分 葉綠素不穩(wěn)定，易被破壞，保證提取到較多的葉綠素；減少無(wú)水乙醇的揮發(fā)量 收集濾液后，及時(shí)用棉塞塞緊試管口 防止無(wú)水乙醇的揮發(fā) 制備濾紙條剪去兩角 減少邊緣效應(yīng)，使色素在濾紙上擴(kuò)散均勻 濾液細(xì)線(xiàn)要細(xì)、直、齊、重復(fù) 細(xì)、直、齊：色素帶分離清晰；重復(fù)：增加色素的含量，增大色素帶的寬度 濾液細(xì)線(xiàn)不能觸及層析液 觸及層析液會(huì)使色素溶解在層析液中，導(dǎo)致濾紙條上無(wú)清晰色素帶 [名師點(diǎn)撥]　防止無(wú)水乙醇和層析液過(guò)度揮發(fā)的措施 (1)迅速研磨。 (2)濾液收集完畢后，及時(shí)用棉塞塞緊試管口。 (3)層析時(shí)用培養(yǎng)皿覆蓋燒杯。 [題組沖關(guān)] 1．紙層析法分離光合色素時(shí)，可用試管代替燒杯進(jìn)行層析。下列分離裝置示意圖正確的是(　　) 解析：選C　層析液容易揮發(fā)，需要用棉塞塞緊管口，另外濾液細(xì)線(xiàn)若觸到層析液，則色素會(huì)溶解在層析液中，濾紙條上得不到色素帶。 2．對(duì)提取光合色素、進(jìn)行紙層析分離實(shí)驗(yàn)中各種現(xiàn)象的解釋?zhuān)_的是(　　) A．未見(jiàn)色素帶，說(shuō)明材料可能為黃化葉片 B．色素始終在濾紙上，是因?yàn)樯夭蝗苡趯游鲆? C．提取液呈綠色，是由于含有葉綠素a和葉綠素b較多 D．葉黃素排在濾紙條最前方，是因?yàn)槠湓谔崛∫褐械娜芙舛茸罡? 解析：選C　未見(jiàn)色素帶，其原因是操作失誤；葉綠體中的色素能夠溶解在有機(jī)溶劑乙醇、層析液等中；由于葉綠素含量比類(lèi)胡蘿卜素多且葉綠素呈現(xiàn)綠色，所以，提取液呈綠色；胡蘿卜素在層析液(而不是提取液)中擴(kuò)散得最快。 核心要點(diǎn)(二)光合色素與光能的捕獲 1．恩吉爾曼的實(shí)驗(yàn) (1)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)： 裝片 實(shí)驗(yàn)操作 實(shí)驗(yàn)結(jié)果 水綿和能運(yùn)動(dòng)的好氧細(xì)菌制成的臨時(shí)裝片 沒(méi)有空氣的黑暗環(huán)境，用極細(xì)光束照射水綿 細(xì)菌聚集在被光束照射的葉綠體部位 置于光下 細(xì)菌分布于葉綠體所有受光部位 光通過(guò)三棱鏡照射水綿 細(xì)菌大量聚集在紅光和藍(lán)光區(qū)的葉綠體部位 (2)實(shí)驗(yàn)結(jié)論： ①葉綠體是進(jìn)行光合作用的場(chǎng)所。 ②葉綠體中的光合色素能夠有效吸收和利用紅光和藍(lán)紫光。 ③O2是由葉綠體釋放的。 [名師點(diǎn)撥]　實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的巧妙之處 (1)選材巧妙。 ①水綿的葉綠體為螺旋帶狀，便于觀(guān)察。 ②好氧細(xì)菌聚集的部位和多少可以確定氧氣的釋放位置和多少。 (2)對(duì)照實(shí)驗(yàn)的巧妙。 ①進(jìn)行黑暗和曝光的對(duì)比實(shí)驗(yàn)，明確實(shí)驗(yàn)結(jié)果完全是由光照引起的。 ②臨時(shí)裝片放在黑暗沒(méi)有空氣的環(huán)境中，排除了大氣中氧氣對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響。 2．色素的種類(lèi)和吸收光譜 圖示僅表明葉綠素對(duì)紅光和藍(lán)光的吸收量較大，對(duì)黃綠光的吸收量較小，并非不吸收；而類(lèi)胡蘿卜素的曲線(xiàn)也僅表示對(duì)藍(lán)紫光的吸收量較大，對(duì)其他光吸收量較小。 [題組沖關(guān)] 3．恩吉爾曼將載有水綿和好氧細(xì)菌的臨時(shí)裝片放在沒(méi)有空氣的黑暗環(huán)境中，進(jìn)行局部照光處理。這個(gè)實(shí)驗(yàn)的目的是證明(　　) A．光合作用需要光 B．產(chǎn)生氧氣需要光 C．光合作用產(chǎn)生的氧氣來(lái)自于水 D．光合作用中氧氣由葉綠體釋放 解析：選D　沒(méi)有空氣的黑暗環(huán)境排除了光照和氧氣對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響，局部照光證明光合作用中氧氣由葉綠體釋放。 4．下圖為正常綠色植物的葉綠素a的吸收光譜、葉綠體色素總吸收光譜以及光合作用的作用光譜(作用光譜代表各種波長(zhǎng)下植物的光合作用效率)，以下對(duì)該圖的分析錯(cuò)誤的是(　　) A．圖示表明葉綠素a主要吸收紅光和藍(lán)光 B．總吸收光譜是代表葉綠體四種色素對(duì)光能的吸收 C．圖示表明只有葉綠素a吸收的光能才能用于光合作用 D．總吸收光譜與光合作用的作用光譜基本一致，說(shuō)明葉綠體色素吸收光能都能參加光合作用 解析：選C　 圖示中，葉綠素a的吸收值有兩個(gè)波峰，主要集中于紅光和藍(lán)光區(qū)；總吸收光譜是指葉綠體色素總吸收值，葉綠體含四種光合色素；圖示中，作用光譜的變化趨勢(shì)與總吸收光譜非常相似，說(shuō)明色素吸收的光均可用于光合作用。