細(xì)胞的能量供應(yīng)和利用教學(xué)課件

第五章細(xì)胞的能量供應(yīng)和利用

第四節(jié)光合作用與能量轉(zhuǎn)化

一捕獲光能的色素和結(jié)構(gòu)

【學(xué)習(xí)目標(biāo)】

1.闡明“綠葉中色素的提取和分離”實(shí)驗(yàn)的原理與方法。

2.說出植物捕獲光能的色素的種類和作用。

3.說明葉綠體適于進(jìn)行光合作用的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。

【基礎(chǔ)梳理】

一、捕獲光能的色素

1.是唯一能夠捕獲和轉(zhuǎn)化光能的生物學(xué)途徑。

2.綠葉中色素的提取和分離實(shí)驗(yàn)

（1）提取綠葉中的葉綠素

①實(shí)驗(yàn)原理:綠葉中的色素能夠溶解在有機(jī)溶劑中。

②實(shí)驗(yàn)步驟：

取材：5g新鮮綠葉，剪去主葉脈，剪碎

研磨：加入二氧化硅和碳酸鈣，再加入無水乙醇

過濾：玻璃漏斗基部放單層尼龍布

收集：試管口用棉塞塞嚴(yán)

（2）分離綠葉中的葉綠素

①實(shí)驗(yàn)原理:各種色素在層析液中溶解度,溶解度高的隨層析液在濾紙

上擴(kuò)散得,反之則慢。

②實(shí)驗(yàn)步驟：

制備濾紙條：將的定性濾紙剪成長(zhǎng)與寬（直徑）略小于試管長(zhǎng)與寬的濾

紙條，并在一端剪去兩角，在距去角一端底部1cm處用鉛筆畫一條細(xì)的橫線。

畫濾液細(xì)線:用吸取少量濾液，沿鉛筆線均勻地畫出一條細(xì)線，也可用

蘸取濾液沿鉛筆線按壓出均勻的細(xì)線。待濾液干后，重畫1?2次。

③分離綠葉中的色素:濾液細(xì)線不能觸及

③觀察實(shí)驗(yàn)結(jié)果

從上到下依次是胡蘿卜素、葉黃素、、葉綠素b。

二、葉綠體的結(jié)構(gòu)適于進(jìn)行光合作用

L色素的種類、含量、顏色及吸收光譜

葉綠素（約占________）類胡蘿卜素（約占_____）

種類

葉綠素a葉綠素b胡蘿卜素葉黃素

顏色藍(lán)綠色黃綠色________色黃色

吸收光譜主要吸收____和藍(lán)紫光主要吸收—_____>

2.葉綠體的形態(tài)結(jié)構(gòu)、功能及色素的分布

葉綠體由雙層膜包被，內(nèi)部有許多基粒。每個(gè)基粒都由一個(gè)個(gè)圓餅狀的堆

疊而成，這些囊狀結(jié)構(gòu)稱為。吸收光能的4種色素就分布在上。

基粒與基粒之間充滿了O

（2）葉綠體的功能：進(jìn)行的場(chǎng)所。

【拓展延伸】

綠葉中色素的提取和分離實(shí)驗(yàn)的異?，F(xiàn)象分析

（1）收集到的濾液綠色過淺的原因分析：

①未加石英砂（二氧化硅），研磨不充分。

②使用放置數(shù)天的菠菜葉，濾液色素（葉綠素）太少。

③一次加入大量的無水乙醇，提取濃度太低。

④未加碳酸鈣或加入過少，色素分子被破壞。

（2）濾紙條色素帶重疊：濾液細(xì)線畫得過粗。

（3）濾紙條看不見色素帶：

①忘記畫濾液細(xì)線。

②濾液細(xì)線接觸到層析液，且時(shí)間較長(zhǎng)，色素全部溶解到層析液中。

【課堂練習(xí)】

L下列關(guān)于葉綠體內(nèi)色素提取和分離實(shí)驗(yàn)的說法，不正確的是（）

A.實(shí)驗(yàn)中需要加入SiO2進(jìn)行研磨，以破碎細(xì)胞和葉綠體

B.在研磨過程中加入CaCO3的目的是防止色素被破壞

C.色素分離后在濾紙條上形成的4條色素帶，從上至下分別呈橙黃色、黃色、藍(lán)

綠色、黃綠色

D.色素帶的寬度反映了色素在層析液中溶解度的大小

2.在“綠葉中色素的提取和分離”實(shí)驗(yàn)中得到的色素帶顏色較淺，分析其原因可

能是（）

①加入的無水乙醇太多

②用丙酮代替無水乙醇

③研磨時(shí)沒有加入CaCCh

④研磨時(shí)沒有加入SiO2

⑤選取的葉片的葉脈過多，葉肉細(xì)胞過少

⑥畫濾液細(xì)線的次數(shù)少

⑦使用放置數(shù)天的菠菜葉

A.①②③⑦B.①②④⑤

C.①③④⑤⑥⑦D.②③④⑤⑥

3.如圖甲為葉綠體結(jié)構(gòu)模式圖，圖乙是圖甲中部分結(jié)構(gòu)放大后的示意圖。下列相

關(guān)敘述正確的是（）

圖甲圖乙

A.圖甲所示結(jié)構(gòu)主要通過內(nèi)膜向內(nèi)折疊增大膜面積

B.圖乙中的光合色素能有效吸收綠光使植物呈綠色

C.圖乙所示的膜結(jié)構(gòu)位于圖甲結(jié)構(gòu)中的①或③處

D.提取光合色素時(shí)常用無水乙醇作為溶劑

4.從種植于室內(nèi)普通光照和室外強(qiáng)光光照下的同種植物中分別提取葉片的葉綠

體色素，用紙層析法分離，結(jié)果如圖所示。下列判斷正確的是（）

A.室內(nèi)植物葉片偏黃B.室外植物葉片偏

綠

C.室外植物葉片胡蘿卜素含量＞葉黃素含量D.室內(nèi)植物葉片葉

綠素a含量＞葉綠素b含量

5.為探究不同時(shí)間北方某喬木葉片中光合色素含量的變化情況，某實(shí)驗(yàn)小組進(jìn)行

了相關(guān)實(shí)驗(yàn)，結(jié)果如圖所示。下列有關(guān)敘述錯(cuò)誤的是（）

色

素

相

對(duì)

含

量

采樣日期（月-日）

A.葉綠素和類胡蘿卜素都能夠吸收藍(lán)紫光

B.若研磨時(shí)不加二氧化硅，則濾紙條上各色素帶均變窄

C.7-11月份，植株中葉綠素含量與類胡蘿卜素的含量呈負(fù)相關(guān)

D.調(diào)查期間，影響葉片葉綠素含量下降的主要因素可能是光照和溫度

6.圖甲?丁表示用新鮮菠菜進(jìn)行“綠葉中色素的提取和分離”實(shí)驗(yàn)的幾個(gè)主要操

作步驟，請(qǐng)據(jù)圖回答下列問題：

（2）觀察圖中試劑a的顏色是,圖甲步驟為增加濾液細(xì)線上色素含量,

需要O

（3）步驟丙中，濾紙條上出現(xiàn)四條色素帶，那么最上面一條色素帶的色素名稱

是。

（4）在該實(shí)驗(yàn)的操作過程中，有同學(xué)按下列方法操作，其中不合理的有

（在a?d中選擇填空）。

a.用蒸儲(chǔ)水替代無水乙醇提取色素b.在充分研磨葉片后立即加入碳酸鈣

c.用定性濾紙?zhí)娲猃埐歼^濾研磨液d.沿鉛筆線連續(xù)數(shù)次畫

【答案以及解析】

1.答案：D

解析：色素提取實(shí)驗(yàn)中需要加入SiO2進(jìn)行研磨，以破碎細(xì)胞和葉綠體，使得色

素釋放出來，A正確；研磨過程中加入CaCCh的目的是防止葉綠素被破壞，B

正確；濾紙條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），C正確；色素帶的寬度反映了色素的含量，

D錯(cuò)誤。

2.答案：C

解析：加入的無水乙醇太多，色素的濃度降低，則色素帶顏色較淡，①正確；無

水乙醇和丙酮都能提取色素，使用兩種溶劑得到的結(jié)果基本相同，②錯(cuò)誤；研磨

時(shí)沒有加入CaCCh,會(huì)使部分色素被破壞，③正確；研磨時(shí)沒有加入SiO2,可

能會(huì)導(dǎo)致研磨不充分，色素沒有充分提取，④正確；選取的葉片的葉脈過多，葉

肉細(xì)胞過少，則同質(zhì)量的綠葉中所含色素少，⑤正確；在畫濾液細(xì)線時(shí)，應(yīng)等濾

液干燥后再重復(fù)畫一到兩次，畫濾液細(xì)線次數(shù)太少，會(huì)使濾紙上的色素量少，也

會(huì)導(dǎo)致濾紙條上色素帶顏色較淺，⑥正確；使用放置數(shù)天的菠菜葉，部分色素已

經(jīng)被破壞，葉片中所含色素少，會(huì)導(dǎo)致色素帶顏色較淡，⑦正確；故符合題意的

有①③④⑤⑥⑦，C正確。

3.答案：D

解析：圖甲結(jié)構(gòu)為葉綠體，其主要靠囊狀結(jié)構(gòu)，即類囊體來增大膜面積，A錯(cuò)誤；

圖乙中的光合色素吸收綠光最少，綠光被反射出來使植物呈綠色，B錯(cuò)誤；圖乙

所示膜結(jié)構(gòu)上含有光合色素，所以是圖甲中③類囊體薄膜的放大圖，C錯(cuò)誤；葉

綠體中的色素能夠溶解在有機(jī)溶劑無水乙醇中，因此常用無水乙醇作為提取試

劑，D正確。

4.答案：D

解析：圖中從上往下的色素帶依次是胡蘿卜素、葉黃素、葉綠素a和葉綠素b。

對(duì)照?qǐng)D示結(jié)果可知，室外強(qiáng)光下葉綠素的含量明顯低于室內(nèi)普通光照，故室內(nèi)植

物葉片偏綠，室外植物葉片偏黃，A錯(cuò)誤、B錯(cuò)誤；圖中顯示，室外和室內(nèi)植物

葉片都是葉黃素含量大于胡蘿卜素含量，室內(nèi)植物葉片葉綠素a含量大于葉綠素

b含量，，C錯(cuò)誤、D正確。

5.答案：C

解析：葉綠素主要吸收藍(lán)紫光和紅橙光，類胡蘿卜素主要吸收藍(lán)紫光，A正確；

若研磨時(shí)不加二氧化硅，使得研磨不充分，則濾紙條上各色素帶均變窄，B正確;

分析曲線可知，7~11月份，植株中葉綠素含量與類胡蘿卜素的含量不呈負(fù)相關(guān),

C錯(cuò)誤；葉綠素的合成需要光，且寒冷時(shí)葉綠素分子易被破壞，因此調(diào)查期間，

影響葉片葉綠素含量下降的主要因素可能是光照和溫度，D正確。

6.答案：（1）乙、丁、甲、丙

（2）無色；重復(fù)畫線

（3）胡蘿卜素

（4）abed

解析：（1）圖甲?丁中，實(shí)驗(yàn)操作步驟的先后順序是乙、丁、甲、丙。

（2）觀察圖中試劑a為無水乙醇，顏色是無色。圖甲步驟為增加濾液細(xì)線上色

素含量，需要重復(fù)畫線。

（3）步驟丙中，濾紙條上出現(xiàn)四條色素帶，那么