第五章第4節(jié)一

第4節(jié)能量之源——光與光

合作用一、捕獲光能的色素和結(jié)構(gòu)學(xué)習(xí)導(dǎo)航[重點(diǎn)]1.說(shuō)出綠葉中色素的種類和作用.[難點(diǎn)]2．說(shuō)出光合作用的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)——葉綠體的結(jié)構(gòu)和功能.

新知初探·思維啟動(dòng)一、綠葉中色素的提取和分離1．提取綠葉中的色素(1)原理:綠葉中的色素能夠溶解在有機(jī)溶劑_________________中.無(wú)水乙醇(2)過(guò)程取材:稱取5g_________

↓研磨:剪碎葉片,放入研缽中,加少許______________,再加入10mL無(wú)水乙醇,迅速、充分研磨

↓綠葉SiO2和CaCO3過(guò)濾:漏斗基部放一塊_______________,將研磨液迅速倒入玻璃漏斗中進(jìn)行過(guò)濾

↓收集:用小試管收集色素濾液,及時(shí)將試管口用棉塞塞嚴(yán)2．分離綠葉中的色素(1)原理:各種色素在層析液中的________不同,單層尼龍布溶解度__________高的隨層析液在濾紙上擴(kuò)散得快,反之則慢.因而色素就會(huì)隨著________在濾紙上的擴(kuò)散而分離開(kāi).(2)步驟溶解度層析液1毛細(xì)吸管濾液干濾液細(xì)線濾液細(xì)線胡蘿卜素判一判(1)可選用綠色植物任何部位的葉片進(jìn)行色素的提取與分離.(×)(2)向研缽中加入少量的CaCO3和少量的SiO2作用是相同的.(×)(3)畫(huà)濾液細(xì)線時(shí)要求齊、細(xì)、直,需多次干燥后重復(fù)畫(huà).(√)(4)層析得到的濾紙條上各種色素帶的寬度可說(shuō)明不同色素含量的多少.(√)二、綠葉中色素的種類及吸收光譜藍(lán)紫光類胡蘿卜素藍(lán)紫光紅光三、葉綠體的結(jié)構(gòu)與功能1．形態(tài):一般呈扁平的________________.橢球形或球形基粒基質(zhì)類囊體色素和酶3．功能:是進(jìn)行__________的場(chǎng)所.光合作用想一想正常植物的葉為什么呈綠色？秋季有些植物葉變黃的原因是什么？【提示】

葉綠素含量多.秋季,氣溫降低,葉綠素分解.要點(diǎn)突破·講練互動(dòng)要點(diǎn)一綠葉中色素的提取和分離1．實(shí)驗(yàn)原理:提取原理是色素能夠溶解在有機(jī)溶劑無(wú)水乙醇中,所以可以用無(wú)水乙醇提取綠葉中的色素.分離原理是色素在層析液中的溶解度不同,溶解度高的隨層析液在濾紙上擴(kuò)散得快,反之則慢.要點(diǎn)突破2．提取分離方法:提取方法為溶解法;分離方法為紙層析法.3．實(shí)驗(yàn)步驟及注意事項(xiàng)步驟方法原因提取綠葉中的色素①加入二氧化硅:有助于研磨充分;②加入碳酸鈣:防止研磨中色素被破壞;③加入無(wú)水乙醇:為了溶解、提取色素步驟方法原因提取綠葉中的色素將研磨液迅速倒入基部墊有單層尼龍布的玻璃漏斗中過(guò)濾,濾液收集到試管中,及時(shí)用棉塞塞緊試管口①單層尼龍布:過(guò)濾葉脈及二氧化硅等;②試管口塞緊:防止乙醇揮發(fā)步驟方法原因制備濾紙條①干燥濾紙:透性好、吸收濾液多;②剪去兩角:使層析液同步到達(dá)濾液細(xì)線步驟方法原因畫(huà)濾液細(xì)線用毛細(xì)吸管吸取少量濾液,沿鉛筆線均勻地畫(huà)出一條細(xì)而直的濾液細(xì)線,吹干后再重復(fù)畫(huà)一兩次①畫(huà)得細(xì)而直:為防止色素帶重疊而影響分離效果;②畫(huà)一兩次:是為積累更多的色素,使分離后的色素帶明顯步驟方法原因分離綠葉中的色素①層析液不能沒(méi)及濾液細(xì)線,以防止色素溶解于層析液中而無(wú)法分離;②試管加塞是為了防止層析液中成分揮發(fā)步驟方法原因觀察與分析特別提醒光合色素的記憶方法(1)色素名稱可采用“名字”記憶法:在濾紙條上從上到下(擴(kuò)散速度從快到慢)的色素名稱依次是胡蘿卜素、葉黃素、葉綠素a、葉綠素b,可簡(jiǎn)單記為“胡黃ab”.(2)色素帶顏色可采用“疊音”記憶法:在濾紙條上四條色素帶從上到下的顏色依次為“橙黃色、黃色、藍(lán)綠色、黃綠色”,可簡(jiǎn)單記為“橙黃黃、藍(lán)綠綠”,其中第二個(gè)“綠”指“黃綠色”.例1

(2012·廣州高一檢測(cè))下列是新鮮綠葉的四種光合色素在濾紙上分離的情況,以下說(shuō)法正確的是(

)A．提取色素時(shí)加入碳酸鈣是為了防止濾液揮發(fā)B．水稻在收獲時(shí)節(jié),葉片中色素量的變化是(甲＋乙)<(丙＋丁)C．四種色素都能溶解在層析液中,乙色素的溶解度最大D．四種色素中,丙和丁主要吸收紅光關(guān)鍵點(diǎn)【思路點(diǎn)撥】本題考查了綠葉中色素的提取和分離的相關(guān)知識(shí),分析時(shí)應(yīng)從以下三方面入手:①明確色素提取過(guò)程中試劑使用和注意事項(xiàng).②掌握色素提取實(shí)驗(yàn)的結(jié)果及分析.③掌握色素含量的變化及對(duì)光的吸收.【解析】碳酸鈣在提取色素時(shí)其作用是保護(hù)色素,圖示中四種色素依次為葉綠素b、葉綠素a、葉黃素、胡蘿卜素,它們的多少代表含量而不表示溶解度,當(dāng)秋收時(shí)低溫會(huì)破壞葉綠素,所以甲、乙的含量會(huì)降低,而且比丁、丙之和少,丙、丁兩者主要吸收藍(lán)紫光.【答案】

B【探規(guī)尋律】

(1)色素帶的條數(shù)與色素種類有關(guān),四條色素帶說(shuō)明有四種色素.(2)色素帶的寬窄與色素含量有關(guān),色素帶越寬說(shuō)明此種色素含量越多.(3)色素帶擴(kuò)散速度與溶解度有關(guān),擴(kuò)散速度越快溶解度越大.(4)相鄰兩條色素帶之間距離最遠(yuǎn)的是胡蘿卜素和葉黃素,最近的是葉綠素a和葉綠素b.(5)色素帶最寬的是葉綠素a,最窄的是胡蘿卜素,葉綠素b比葉黃素稍寬.變式訓(xùn)練如圖表示某同學(xué)做“綠葉中色素的提取和分離”的實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)裝置,下列與之有關(guān)的敘述中,錯(cuò)誤的是(

)A．應(yīng)向培養(yǎng)皿中倒入層析液B．應(yīng)將濾液滴在a處,而不能滴在b處C．實(shí)驗(yàn)結(jié)果應(yīng)是得到四個(gè)不同顏色的同心圓(近似圓形)D．實(shí)驗(yàn)得到的若干個(gè)同心圓中,最小的一個(gè)圓呈橙黃色解析:選D.如圖所示是一個(gè)葉綠體中色素分離的實(shí)驗(yàn)裝置,所以應(yīng)把層析液倒入培養(yǎng)皿中,燈芯起到傳遞層析液的目的,把色素滴到a點(diǎn)讓其在定性濾紙上擴(kuò)散,四個(gè)圓圈中擴(kuò)散最慢的即為圓圈最小的,它應(yīng)該是呈黃綠色的葉綠素b.要點(diǎn)二有關(guān)葉綠體的闡釋1．分布植物的葉肉細(xì)胞和幼嫩莖的表皮細(xì)胞.2．結(jié)構(gòu)及功能(1)結(jié)構(gòu)示意圖(2)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)①葉綠體的基質(zhì)和基粒類囊體上含有與光合作用有關(guān)的酶.②類囊體的薄膜上分布有捕獲光能的色素.③葉綠體基質(zhì)中還含有少量的DNA和RNA.④葉綠體中類囊體堆疊成基粒,增大了內(nèi)部膜面積.(3)功能:吸收光能,是光合作用的場(chǎng)所.3．葉綠體中的色素(1)色素的種類(2)不同色素的吸收光譜圖示表明:葉綠素對(duì)紅光和藍(lán)紫光吸收量較大,而類胡蘿卜素對(duì)藍(lán)紫光的吸收量較大,對(duì)其他光吸收量較少,并非不吸收,可見(jiàn)對(duì)綠光吸收量最少.特別提醒

(1)大棚膜的選擇:①要想光合效率最高,選用無(wú)色大棚膜,日光中各種色光均可透過(guò).②要想生產(chǎn)特殊品質(zhì)的蔬菜、水果,可選用有色大棚膜,此膜可透過(guò)同色光,如藍(lán)紫膜或紅橙膜,但一般不用綠色薄膜.(2)葉綠體不同部位發(fā)生的光合作用過(guò)程不同其原因是類囊體薄膜上分布光合色素,可以吸收光能,傳遞光能,同時(shí)具有轉(zhuǎn)化光能的酶.基質(zhì)內(nèi)分布有機(jī)物合成的酶.

(2012·西安中學(xué)高一檢測(cè))葉綠體是植物進(jìn)行光合作用的細(xì)胞器.下列關(guān)于葉綠體及色素的敘述中正確的有(

)A．植物細(xì)胞都有葉綠體,葉綠體普遍分布在植物細(xì)胞的整個(gè)細(xì)胞中B．葉綠素在高等植物體內(nèi)有兩種,葉綠素a呈藍(lán)綠色,葉綠素b呈黃綠色例2C．同線粒體一樣,葉綠體的內(nèi)膜極大地?cái)U(kuò)展了受光面積D．葉綠體中的色素只吸收紅光和藍(lán)紫光進(jìn)行光合作用【解析】本題考查葉綠體的有關(guān)知識(shí),涉及葉綠體的分布和結(jié)構(gòu),以及葉綠體中色素的種類、顏色和吸收光譜,具體分析如下:A項(xiàng):不是所有的植物細(xì)胞都有葉綠體,一般地講,葉綠體分布在綠色植物的綠色部分,主要存在于葉肉細(xì)胞中.B項(xiàng):葉綠體中的色素分為兩大類:葉綠素和類胡蘿卜素.其中,葉綠素又包括藍(lán)綠色的葉綠素a、黃綠色的葉綠素b;類胡蘿卜素包括橙黃色的胡蘿卜素和黃色的葉黃素C項(xiàng):葉綠體的內(nèi)膜光滑,其內(nèi)部的基粒和類囊體一方面擴(kuò)大了膜面積,供色素和酶分布;另一方面極大地?cái)U(kuò)展了受光面積.而線粒體的內(nèi)膜上含有許多與有氧呼吸有關(guān)的酶.D項(xiàng):葉綠體中的色素主要吸收紅光和藍(lán)紫光,并非不吸收其他顏色的光,只不過(guò)吸收量較少.【答案】

B互動(dòng)探究(1)光合作用可以在離體的葉綠體中進(jìn)行嗎？(2)葉綠體中色素的合成受哪些因素影響？【提示】

(1)只要保證葉綠體的完整性,就能在離體的葉綠體中進(jìn)行光合作用.(2)葉綠素的合成受光照、溫度和礦質(zhì)元素等的影響.光是合成葉綠素的必要條件;葉綠素的合成受酶的催化,需要適宜的溫度范圍;另外,Mg是構(gòu)成葉綠素的礦質(zhì)元素.對(duì)四種色素的分布及吸收光譜不清楚如圖是在“綠葉中色素的提取和分離”實(shí)驗(yàn)中得到的四條色素帶,若將其置于暗室中,并用紅光照射,色素帶呈暗色的是(

)易錯(cuò)警示例1A．①②

B．②③C．③④

D．④②【常見(jiàn)錯(cuò)誤】錯(cuò)選A項(xiàng).【錯(cuò)因分析】錯(cuò)選A項(xiàng)的原因主要有以下兩個(gè)方面:(1)對(duì)題干關(guān)鍵詞“色素帶呈暗色”的原因不理解.色素帶呈暗色是因?yàn)樯貙⒐馕?在4種色素中,只有葉綠素a和葉綠素b能吸收紅光,因此③④呈暗色.(2)對(duì)色素分離的結(jié)果掌握不牢固,混淆了濾紙條上四條色素帶的種類,誤認(rèn)為①②是葉綠素a和葉綠素b.【正確解答】選C.葉綠素a和葉綠素b吸收紅光和藍(lán)紫光,圖中③是葉綠素a,④是葉綠素b.對(duì)液泡內(nèi)色素和葉綠體內(nèi)色素的作用易于混淆下列關(guān)于高等植物細(xì)胞內(nèi)的色素的敘述中,錯(cuò)誤的是(

)A．綠葉中葉綠素的含量約是類胡蘿卜素的3倍B．植物細(xì)胞內(nèi)的色素都進(jìn)行光合作用C．細(xì)胞內(nèi)葉綠體中的色素吸收光能用于光合作用例2D．有的植物細(xì)胞的