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第5课时能量之源——光与光合作用一捕获光能的色素和结构1.概述色素提取和分离实验的原理。2.说出叶绿体中色素的种类和作用。3.说出叶绿体的结构和功能。1.活细胞所需的能量最终来自①________。2.叶绿体中色素的种类、颜色和功能一、捕获光能的色素太阳能种类色素颜色主要功能叶绿素叶绿素a③_______⑤________________________②______④_______类胡萝卜素胡萝卜素⑦_______⑨________________⑥______⑧_______吸收蓝紫光和红光吸收蓝紫光蓝绿色黄绿色橙黄色黄色叶黄素叶绿素b3.利用绿叶中的色素能够溶解在⑩________中的特性,可以利用__________提取绿叶中的色素;利用几种色素在层析液中_________不同,在滤纸上的_________的不同,可以将色素分离。1.叶绿体的外表有_______,内部有许多基粒,基粒与基粒之间充满了_____。每个基粒都由一个个圆饼状的囊状结构堆叠而成。这些囊状结构称为________,吸收光能的四种色素,就分布在_____________上。2.叶绿体是进行________的场所。它内部的巨大膜表面上,不仅分布着许多吸收光能的色素分子,还有许多进行光合作用所必需的______。3.1880年,美国科学家恩格尔曼的实验可以得出的结论是:_________________________,_____________________。该实验的巧妙之处是合理地设置了_________,使实验结果富有说服力。有机溶剂二、叶绿体的结构扩散速度无水乙醇溶解度双层膜基质类囊体111213141516171819202122类囊体的薄膜光合作用光合作用可以释放出氧气酶对照实验叶绿体是进行光合作用的场所1.蓝藻和绿色植物都可以进行光合作用,他们进行光合作用的场所分别是什么?蓝藻进行光合作用的场所是细胞质中的光合片层,绿色植物进行光合作用的场所是叶绿体。答案：2.叶绿体中的色素是光合色素,有哪些种类?它们有什么作用?答案：光合色素有叶绿素a、叶绿素b、胡萝卜素和叶黄素,具有吸收、传递和转化光能的作用。3.叶绿素的合成与什么因素有关?试列举两例说明。含量最多、在层析液中溶解度最小、在滤纸条上扩散最快的色素分别是什么?答案：叶绿素的合成与Mg2+和光照等因素有关,Mg2+是合成叶绿素的必不可少的原料,没有光照不能合成叶绿素。含量最多、在层析液中溶解度最小、在滤纸条上扩散最快的色素分别是叶绿素a、叶绿素b、胡萝卜素。4.在“绿叶中色素的提取和分离”实验中,如果色素提取液呈淡绿色,可能的原因都有哪些?答案：①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无水乙醇过多,色素浓度小;③未加碳酸钙或加入过少,色素分子部分被破坏。。1.植物细胞中含有色素的结构是什么?叶绿体中的色素有哪些种类?知识点一：了解叶绿体中的色素液泡和叶绿体中都存在色素。叶绿体中的色素有叶绿素a、叶绿素b、胡萝卜素和叶黄素四种,其中前两种色素又称叶绿素,后两种色素又称类胡萝卜素。答案：2.叶绿体中的色素有哪些理化性质?答案：四种色素都不溶于水,而溶于酒精、丙酮、石油醚等有机溶剂中;叶绿素相对不稳定,其合成易受光照、温度和Mg2+的影响。3.叶绿体中四种色素的颜色分别是怎样的?为什么植物的叶片细胞通常呈现绿色?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。因为叶绿体中主色为绿色的叶绿素的含量(约占3/4)比主色为黄色的类胡萝卜素含量(约占1/4)多,所以植物的叶片细胞通常呈现绿色。答案：4.在我国的温带地区,到了秋天,许多树叶为什么会变黄或变红?答案：叶片是绿色的原因有两个:一是叶绿素是类胡萝卜素含量的三倍;二是色素不吸收的绿光被反射回来。秋天叶片变黄是低温使叶绿素遭到破坏,呈现出类胡萝卜素的颜色,变红则是液泡中花青素的颜色。5.叶绿体中色素几乎不吸收绿光,夜晚城市中的绿光灯照射到行道树上是为了促进植物的光合作用吗?其主要目的是什么?不是。主要目的是营造城市绿色的氛围。答案：知识总结关于细胞中的色素,首先需将叶绿体中的色素与液泡细胞液中的色素进行区别。前者具有吸收、传递并转化光能的作用,而后者没有。在由七种光质组成的自然光中,叶绿体中的色素种类不同,吸收的光也不同,在此要熟记叶绿体中各色素种类、含量、颜色及吸收光谱,为后续知识“绿叶中色素的提取和分离”、“光合作用及在农业生产实践中的应用”等的学习打好基础。知识点二：绿叶中色素的提取和分离实验解读1.请完成下表中的实验流程。绿叶中色素的提取和分离步骤方法原因提取绿叶中的色素(1)加入二氧化硅:①______________________(2)加入碳酸钙:②_____________________________(3)加入乙醇:③___________________________将研磨液迅速倒入基部垫有单层尼龙布的玻璃漏斗中进行过滤。将滤液收集到试管中,并用棉塞塞紧试管口(1)单层尼龙布:④_______________________________(2)试管口塞紧:⑤______________________有助于研磨得充分防止研磨中色素被破坏为了溶解、提取色素过滤叶脉及二氧化硅等防止乙醇挥发使层析液同步到达滤液细线透性好、吸收滤液多为防止色素带重叠而影响分离效果是为积累更多的色素,使分离后的色素带明显分离绿叶中的色素续表绿叶中色素的提取和分离步骤方法原因制备滤纸条(1)干燥滤纸:⑥_____________________;(2)剪去两角:⑦______________________。画滤液细线用毛细吸管吸取少量滤液,沿铅笔细线画出一条细而直的滤液细线,吹干后再重复画1~2次(1)画得细而直:⑧_____________________________(2)画2~3次:⑨____________________________分离绿叶中的色素(1)层析液用于⑩________________(2)层析液不能没及滤液细线,以防止______________________。(3)覆盖烧杯是为了______________________________色素溶解于层析液中而无法分离防止层析液中的成分挥发2.请将下表内容补充完整。色素种类位置色素颜色色素含量溶解度扩散速度橙黄色最快黄色较快蓝绿色较慢黄绿色最慢最少最高较少较高最多较多较低最低3.提取叶绿体中色素时,为什么要迅速、充分研磨?答案：充分是为了研碎细胞保证色素溶出;迅速是为了减少无水乙醇挥发,乙醇挥发性较强,塞紧盛有色素滤液的试管口也是因为挥发性。知识总结该知识点的难点内容是实验操作步骤及实验操作中需注意的事项;重点是掌握实验原理,理解色素的含量与色素带宽窄之间的关系(含量越多,色素带越宽)、色素带离滤液细线的远近与色素在层析液中溶解度大小及扩散速度之间的关系(越远表示溶解度越大,扩散速度越快)。例1右图为用分光光度计测定叶片中两类色素吸收不同波长光波的曲线图,则判定A和B分别为()。【解析】根据曲线分析可知,A主要吸收红光和蓝紫光,B主要吸收蓝紫光,因此A为叶绿素,B为类胡萝卜素。C6H12O62C2H5OH(酒精)+2CO2+少量能量C6H12O62C2H5OH(酒精)+2CO2+少量能量A.叶绿素、类胡萝卜素B.类胡萝卜素、叶绿素C.叶黄素、叶绿素aD.叶绿素a、叶绿素bA技巧归纳此题为识记题。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,曲线中的波峰对应波长的光吸收量最大。例2右图是在“绿叶中色素的提取和分离”实验中得到的四条色素带,若将其置于暗室中,并用红光照射,色素带呈暗色的是()。A.①②B.②③C.③④D.②④C【解析】四条色素带自上而下依次是胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a和叶绿素b,胡萝卜素和叶黄素主要吸收蓝紫光,叶绿素a和叶绿素b除吸收蓝紫光外,还吸收红光,因此叶绿素a和叶绿素b色素带将呈暗色。技巧归纳正常叶肉细胞叶绿体中色素的种类及其含量一般是叶绿素多于类胡萝卜素,它们在层析液中的溶解度及在滤纸条上的色素带位置也是不可变的,根据各色素主要吸收的光谱的种类,不难判断出准确的答案。1.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D叶绿素中心元素是镁离子,A正确;色素的作用是吸收、传递、转化光能,进行光合作用,B正确;叶绿素a比叶绿素b在红光区的吸收峰值高,C正确;植物主要的吸收峰在蓝紫光区和红光区,绿光吸收最少,反射多,所以叶片呈现绿色,D错误。解析2.科学家用水绵进行光合作用的实验,把载有水绵和好氧性细菌的临时装片放在没有氧气的黑暗环境中,用通过三棱镜的单色光照射水绵,结果是()。A.细菌均匀分布在水绵周围B.细菌均匀分布在水绵带状叶绿体的周围C.细菌集中分布在红光和蓝紫光区照射的水绵周围D.细菌集中分布在黄绿光区照射的水绵周围C解析叶绿体中色素含量占3/4的是叶绿素,叶绿素主要吸收红光和蓝紫光,即此区域光合作用产生的氧气多,好氧性细菌主要集中在此水绵区域附近。3.叶绿体是植物进行光合作用的细胞器,下列有关叶绿体的叙述正确的是()。A.叶绿体中的色素都分布在类囊状结构的膜上B.叶绿体中的色素分布在外膜和内膜上C.光合作用的酶只分布在叶绿体基质中D.光合作用的酶分布在外膜、内膜和基粒上A解析叶绿体中的色素都分布在基粒的类囊状结构的膜上,不在外膜和内膜上分布;光合作用的酶分布在叶绿体基质和基粒中,外膜没有分布光合作用的酶。4.某同学在做色素分离实验时,发现滤纸条的色素带有重叠现象,其原因可能是()。A.滤液过少B.层析液没及滤液细线C.层析液过少D.滤纸条没经干燥处理D解析滤纸条上的色素带有重叠现象,是由于画滤液细线时没经干燥处理,这样画出的滤液细线不能达到细、齐的要求,使色素扩散不一致,而发生色素带重叠现象。