高中生物 课时20 捕获光能的色素和结构导学案 新人教版必修12.docx
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高中生物课时20捕获光能的色素和结构导学案新人教版必修12
必修1课时20捕获光能的色素和结构
班级:
__________姓名:
__________设计人__________日期__________
课前预习·预习案
【学习目标】
1．说出绿叶中色素的种类和作用。
2．说出叶绿体的结构和功能。
【自主梳理】
1．绿叶中色素的提取的原理：
绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂__________中。
2．绿叶中色素的提取的过程：
3．绿叶中色素的分离的原理：
各种色素在层析液中的__________不同，__________高的随层析液在滤纸上扩散得快，反之则慢。
因此，色素会随着__________在__________上的扩散而分离开。
4．绿叶中色素的分离的步骤：
5．绿叶中色素的种类、分布及吸收光的类型：
色素种类
颜色
吸收光的类型
分布
叶绿素（约占3/4）
叶绿素a
主要吸收
叶绿体中的
叶绿素b
类胡萝卜素（约占1/4）
胡萝卜素
主要吸收_______
_______上
叶黄素
6．叶绿体的形态：
扁平的_______形或_______形。
7．
（1）完成叶绿体的结构
（2）写出物质分布的场所
吸收光能的四种色素分布在___________（填标号）上；与光合作用有关的酶主要分布在___________（填标号）上。
8．叶绿体的功能：
绿色植物进行___________的场所。
【预习小测】
1．判断正误：
利用纸层析法可分离4种叶绿体
色素。
2．判断正误：
叶绿素a和叶绿素b只吸收红光和蓝紫光。
3．判断正误：
红枫叶片呈红色是因为吸收了红光。
4．判断正误：
液泡中色素吸收的光能用于光合作用。
5．
判断正误：
叶绿体是唯一具有双层膜的细胞器。
6．判断正误：
叶绿体的基粒上含有与光合作用有关的色素。
知识拓展·探究案
【探究一绿叶中色素的提取和分离】
1．绿叶中色素的提取和分离的实验材料：
（1）为什么用无水乙醇而不用水作提取液？
用丙酮可以吗？
（2）实验中能否选择白菜叶片作为实验材料？
2．绿叶中色素的提取和分离的实验操作要领：
（1）在滤纸条一端剪去两角的目的是什么？
（2）为什么滤液线要重复画，且线要细、直？
（3）层析时，为什么不能让滤液细线触及层析液？
3．绿叶中色素的提取和分离的实验结果分析：
（1）下图是实验得到的色素在滤纸条上的分布图，分析比较各种色素的含量及其在层析液中的溶解度的大小。
色素含量：
_______________________________。
溶解度大小：
_______________________________。
（2）层析分离后，有两位同学实验失
败，请探讨他们失败的可能原因。
①甲同学在层析分离色素时操作不当，导致滤纸条上没有出现色素带。
②乙同学的滤纸条上出现4条不清晰的色素带。
【典例精析】
某人做"绿叶中色素的提取和分离"实验时，使用的是圆形滤纸，装置如图所示。
实验结束时在圆形滤纸上形成四个同心色素圆环，则最内圈所呈颜色为
A.橙黄色
B.黄色
C.蓝绿色
D.黄绿色
【变式训练】
（实
验操作及注意事项）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.在划出一条滤液细线后紧接着重复划线2〜3次
D.研磨叶片时，用体积分数为70%的乙醇溶解色素
【探究二叶绿体的结构和功能】
4．叶绿体有哪些结构特点与其进行光合作用相适应？
5．
（1）恩格尔曼为什么选择水绵和好氧细菌作为
叶绿体功能的探究实验材料？
（2）恩格尔曼先将载有水绵和好氧细菌的临时装片放在没有空气的黑暗环境中，这样
做的目的是什么？
（3）用极细的光束照射和完全曝光，相对于原来的黑暗环境起什么作用？
【典例精析】
如图所示，图甲为叶绿体结构模式图，图乙是图甲的部分结构放大图。
下列相关叙述正确的是
A.图甲中生物膜的面积主要靠内膜向内折叠形成嵴而增大
B.图乙所示的结构来自图甲中的③
C.③中含有4种色素，其中叶绿素b含量最多
D.④中含有与光合作用有关的色素，有利于光合作用的进行
【变式训练】
为探究叶绿体吸收光能后是否有氧气产生，某学者设计了以下实验：
制作载有水绵和好氧细菌的临时装片，用极细光束照射水绵，同时放在显微镜下观察。
下
列关于该实验的分析，不正确的是
A.在光束照射到水绵之前，应该加三棱镜将混合光
分解成连续光谱
B.临时装片应放置在没有空气的黑暗环境中
C.好氧细菌起指示作用
D.水绵的带状叶绿体有利于设置对照实验
【随堂自测】
1．提取绿叶中色素
时要加入无水乙醇，其目的是
A.防止叶绿素被破坏
B.溶解色素
C.便于叶片研磨成匀浆
D.促使叶绿素分离
2．在"绿叶中色素的提取和分离"的实验中，正确的操作顺序应该是
A.进行纸层析→制取滤液→在滤纸条上画线→将实验材料研磨
B.制取滤液→进行纸层析→在滤纸条上画线→制取滤液→再画线
C.将实验材料剪碎、研磨→在滤纸条上画线→制取滤液→进行纸层析
D.将实验材料剪碎、研磨→制取滤液→在滤纸条上画线→进行纸层析
3．利用新鲜的菠菜叶进行"绿叶中色素的提取和分离"的实验，滤液经层析后，色素带在滤纸条上的分布顺序是
4．一位科学家做了如下实验：
将水绵（丝状绿藻）放在暗处，一束白光通过棱镜再投射到水绵的叶绿体
上，这时好氧性细菌将明显聚集在
A.红光的投影区域内
B.红光和绿光的投影区域内
C.红光和蓝紫光的投影区域内
D.黄光和橙光的投影区域内
5．据如图完成下列问题。
（1）组成①_________、②_________的基本骨架是_________。
（2）叶绿体内含有很多③_________，极大地扩展了受光面积。
（3）光合作用的酶存
在于_________上和_________中；光合作用的色素存在于_________上。
【探究归纳】
1．教材提炼：
2．色素提
取和分离实验中的操作注意事项及其目的归纳：
过程
注意事项
目的
提取色素
选新鲜绿色的叶片
使滤液中色素含量高
研磨时加无水乙醇
溶解色素
加少量SiO2和CaCO3
使研磨充分和保护色素
迅速、充分研磨
防止乙醇挥发，充分溶解色素
盛放滤液的试管口加棉
塞
防止乙醇挥发和色素氧化
分离色素
滤纸预先干燥处理
使层析液在滤纸上快速扩散
滤纸条一端剪去两角
防止层析液在滤纸条边缘扩散过快，使形成的色素带不整齐
滤液细线要直、细、匀
使分离出的色素带平整不重叠
滤液细线干燥后再画一两次
增加色素的量，使分离出的色素带清晰
滤液细线不触及层析液
防止色素直接溶解到层析液中
3．【提醒】SiO2有助于研磨充分；CaCO3可以防止研磨时色素被破坏。
必修1课时20捕获光能的色素和结构
详细答案
课前预习·预习案
【自主梳理】
1．无水乙醇
2．SiO2和CaCO3 无水乙醇 单层尼龙布 棉塞塞严
3．溶解度 溶解度 层析液 滤纸
4．滤纸条 干燥两角 滤液细线 均匀的细线 滤液 色素 层析液 下触及层析液
5．蓝绿色 黄绿色 蓝紫光和红光 橙黄色 黄色 蓝紫
光 类囊体薄膜
6．椭球 球
7．
（1）外 类囊体 基质
（2）③④ ③④⑤
8．光合作用
【预习小测】
1．√ 提示：
根据叶绿体中4种色素的溶解度不同，利用纸层析法可分离4种叶绿体色素。
2．× 提示：
叶绿素a和叶绿素b主要吸收红光和蓝紫光，
也吸收其他颜色的光，但吸收量较少。
3．× 提示：
红枫叶片呈红色是因为液泡中含有花青素，同时反射了红光。
4．× 提示：
叶绿体中色素吸收的光能
用于光合作用。
5．× 提示：
叶绿体、线粒体均是具有双层膜的细胞器。
6．√ 提示：
类囊体堆叠形成基粒，增大了膜面积，为与光合作用有关的色素和酶提供了附着位点。
知识拓展·探究案
【探究一绿叶中色素的提取和分离】
1．
（1）提示：
色素是有机物，能溶于有机溶剂（如无水乙醇），但不溶于水。
可以用丙酮代替，但是丙酮有一定的毒性。
（2）提示：
不能。
选择的实验材料应含有丰富的色素，而白菜叶片中色素的含量较低。
2．
（1）提示：
防止层析液在滤纸条的边缘扩散过快而使形成的色素带不整齐。
（2）提示：
重复画线是为了增加色素的量，使分离出的色素带清晰。
画线细、直是为了防止色素带之间出现重叠。
（3）提示：
滤纸条上的滤液细线触及层析液，滤纸条上的色素会溶解于层析液中，使实验失败。
3．
（1）叶绿素a＞叶绿素b＞叶黄素＞胡萝卜素 胡萝卜素＞叶黄素＞叶绿素a＞叶绿素b
（2）①提示：
a.忘记画滤液细线；b.层析时滤液细线触及层析液。
②提示：
a.选择实验材料时，没有选择新鲜、浓绿的叶片，色素含量少；b.在提取时未充分、迅速研磨叶片，导致研磨过程中提取到的色素较少；c.画滤液细线时，滤液干后未重复画线。
【典例精析】
D
【解析】四种色素在层析液中的
溶解度高低顺序为胡萝卜素＞叶黄素＞叶绿素a＞叶绿素b，溶解度越高，扩散速度越快。
实验结束时在圆形滤纸上形成的四个同心色素圆环中，最外层为胡萝卜素，最内层为叶绿素b，叶绿素b为黄绿色。
【备注】无水乙醇能够溶解色素而用于提取色素，色素在层析液中的溶解度不同，可用层析液进行分离。
滤纸条需要剪去两角，画线时要做到细、直、齐且重复画线，放滤纸条时注意层析液不能够没及滤液细线。
实
验中材料的选择、实验的操作都会影响实验的结果。
【变式训练】
B
【解析】叶绿体色素提取和分离实验中使用尼龙布过滤研磨液；用于色素分离的是干燥过的定性滤纸；在滤纸上划滤液细线时，待划出的滤液细线干燥后再重复划
下一次；研磨叶片时，用无水乙醇溶解色素。
【备注】无
【探究二叶绿体的结构和功能】
4．提示：
①基粒和类囊体极大地扩展了受光面积；②在类囊体薄膜上分布着与光合作用有关的酶和色素，在基质中分布着与光合作用有关的酶。
5．
（1）提示：
水绵的叶绿体
呈螺旋式带状，便于观察；可通过好氧细菌的分布判断水绵各部位释放氧气的多少。
（2）提示：
作对照，排除氧气和光的干扰。
（3）提示：
对照作用。
【典例精析】
B
【解析】图甲中主要靠类囊体堆叠形成基粒而增加生物膜的面积；图乙所示的生物膜上含有光合色素，来自图甲中的基粒（③）；基粒中含有4种色素，其中叶绿素a含量最多；与光合作用有关的色素只分布在基粒上，叶绿
体基质（④）中没有。
【备注】叶绿体的类囊体堆叠形成基粒，为酶和色素提供了附着位点，这一结构特点与叶绿体是光合作用的场所相适应；恩格尔曼巧妙选用含螺旋带状叶绿体的水绵和好氧细菌作为实验材料，将材料放在黑暗的环境中，利用极细的光束照射，通过观察好氧细菌集中分布的部位巧妙地探究了光合作用的场所。
【变式训练】
A
【解析】水绵为带状叶绿体，便于设置叶绿体不同部位以是否照光为变量的对照实验。
；好氧性细菌聚集区为氧浓度较高的区域，故本实验中好氧
细菌起指示作用；临时装片应放置在没有空气的黑暗环境中，是为了防止光、氧气对实验结果造成影响；该实验用的是自然光，故在光束照射到水绵之前，不需用三棱镜将混合光分解成连续光谱。
【备注】无
【随堂自测】
1．B
【解析】加入无水乙醇可以溶解色素；加入CaCO3能够防止叶绿素被破坏；加入SiO2有利于充分研磨形成匀浆；加入层析液能够使叶绿体中的色素分离。
【备注】无
2．D
【解析】提取和分离绿叶中的色素时，首先应该将叶片剪碎
，加入二氧化硅和碳酸钙研磨以获取滤液，然后在滤纸条上画滤液细线，最后将滤纸条放入层析液中分离色素。
【备注】无
3．B
【解析
】由于四种色素在层析液中溶解度的不同，造成其扩散速度不同。
溶解度最大的是胡萝卜素，它扩散的距离最远，其次是叶黄素，然后是叶绿素a和叶绿素b。
色素带的颜色从上到下依次为橙黄色、黄色、蓝绿色、黄绿色。
【备注】无
4．C
【解析】光合作用的色素吸收的光主要是红光和蓝紫光，所以在红光和蓝紫光的区域光合作用最强，释放的O2的量最多，好氧性细菌最集中。
【备注】无
5．
（1）
外膜 内膜 磷脂双分子层
（2）基粒
（3）基粒（③） 叶绿体基质（④） 基粒（③）
【解析】本题考查了叶绿体的结构。
图中的①②③④分别是外膜、内膜、基粒、叶绿体基质。
①②是生物膜，组成①②的基本骨架是磷脂双分子层；基粒③是由类囊体堆叠而成的，其上分布着大量与光合作用有关的色素和酶，另外与光合作用有关的酶还分布在叶绿体的基质中。
【备注】无
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