捕获光能的色素和结构
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第4节光合作用与能量转化第1课时捕获光能的色素和结构捕获光能的色素——————————————自主梳理——————————————1.色素的提取实验2.色素的分离实验3.色素的吸收光谱(1)分离色素时,在层析液中溶解度越高的,则在滤纸条上扩散的速度越慢。
()(2)研磨绿叶时,要加入二氧化硅、碳酸钙和无水乙醇。
()(3)色素分离后,在滤纸条上从上至下的四条色素带分别是叶黄素、胡萝卜素、叶绿素a和叶绿素b。
()(4)叶绿素和类胡萝卜素都主要吸收蓝紫光和红光。
()提示(1)×分离色素时,在层析液中溶解度越高的,则在滤纸条上扩散的速度越快。
(2)√(3)×色素分离后,在滤纸条上从上至下的四条色素带分别是胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a和叶绿素b。
(4)×叶绿素主要吸收蓝紫光和红光,类胡萝卜素主要吸收蓝紫光。
[典例] (2021·西安五校联考)某同学在做“绿叶中色素的提取和分离”实验时,为了确定无水乙醇、CaCO3和SiO2的作用,进行了4组实验来验证,4组实验结果如图所示,第④组是进行了正确操作的对照组。
下列相关分析错误的是()A.①可能是未加CaCO3而得到的实验结果B.②可能是用水取代了无水乙醇而得到的实验结果C.③可能是未加SiO2而得到的实验结果D.叶绿体中的色素都能够溶解在层析液中,四种色素的溶解度相同答案D解析提取叶绿体中的色素时,需要加入无水乙醇、SiO2、CaCO3,其中无水乙醇的作用是溶解色素,SiO2的作用是使研磨更充分,CaCO3的作用是防止色素被破坏。
分离色素时,不同色素在层析液中的溶解度不同,溶解度越大,随着层析液扩散的速度越快.距点样处越远。
①组实验结果不理想的原因可能是未加CaCO3而使色素(主要是叶绿素)被破坏,A正确;②没有色素带,可能是用水取代了无水乙醇,叶绿体中的色素能溶解在无水乙醇中,而不能溶于水,所以用水取代无水乙醇不能分离出色素带,B正确;③中色素带较窄,分离出的色素量少,原因可能是未加SiO2而使得研磨不充分,C正确;叶绿体中的色素都能够溶解在层析液中,四种色素在滤纸条上的扩散速度不同,说明四种色素的溶解度不同,D错误。
第13讲捕获光能的色素和结构及光合作用的原理课标内容(1)说明植物细胞的叶绿体从太阳光中捕获能量,这些能量在二氧化碳和水转变为糖与氧气的过程中,转换并储存为糖分子中的化学能。
(2)活动:绿叶中色素的提取和分离。
考点一捕获光能的色素和结构1.绿叶中色素的提取和分离可看作两个实验哦!(1)实验原理(2)实验装置及操作(3)实验结果及分析2.叶绿体中色素的吸收光谱分析由图可以看出:①植物叶片呈现绿色的原因是叶片中的色素对绿光的吸收少,绿光被反射出来。
②植物幼嫩的茎和果实的细胞以及气孔保卫细胞中也含有吸收光能的色素,而根、叶片表皮等处的细胞中观察不到叶绿体,也不含吸收光能的色素。
③植物细胞的液泡中的色素(花青素,为水溶性色素)不参与光合作用。
3.叶绿体的结构适于进行光合作用(1)叶绿体的结构模式图(2)叶绿体的功能——进行光合作用的场所(3)叶绿体功能的实验验证(1)叶绿体中的色素在层析液中的溶解度越高,随层析液在滤纸上扩散得越慢。
(2023·全国乙卷,2D)(×)提示溶解度越高扩散得越快。
(2)纸层析法分离叶绿体色素时,以多种有机溶剂的混合物作为层析液。
(2021·河北卷,3C)(√)(3)依据吸收光谱的差异对光合色素进行纸层析分离。
(2021·北京卷,13C)(×)提示依据在层析液中的溶解度不同。
(4)提取光合色素的实验中,研磨时加入CaCO3过量会破坏叶绿素。
(2019·江苏卷,17A)(×)提示加入CaCO3防止叶绿素被破坏。
(5)用不同波长的光照射类胡萝卜素溶液,其吸收光谱在蓝紫光区有吸收峰。
(2023·全国乙卷,2C)(√)1.分离叶绿体中的色素,也可用如图所示的方法,即在圆心处滴加适量滤液,待干燥后再滴加适量层析液进行层析,结果会出现不同颜色的4个同心圆,请写出①~④依次对应的色素及颜色。
①________________,②________________,③________________,④________________。
第五章第4节能量之源——光与光合作用一、捕获光能的色素和结构一、教材分析《捕获光能的色素和结构》是人教版高中生物必修一《分子与细胞》第5章第4节《能量之源一光与光合作用》第1节课的教学内容,主要学习叶绿体内色素的种类和功能、叶绿体的结构和功能,掌握提取、分离色素的实验方法。
本节内容是对第3章细胞的基本结构知识的提升,又是后面学习光合作用原理和应用的基础。
二、教学目标1.知识目标:(1)说出叶绿体中色素的种类和作用(2)说出叶绿体的结构和功能。
2.能力目标:(1)通过“叶绿体中色素的提取和分离’’实验,学会提取、分离叶绿体中色素的方法。
(2)通过小组间的交流与合作,提高学生的语言表达能力及思维的严密性。
3.情感、态度和价值观目标:(1)通过对“叶绿体中色素的提取和分离”实验的操作,培养学生勇于实践的科学精神和科学态度。
(2)通过联系知识与生产实践的关系,激发学生对生物学科的兴趣热爱,分析叶绿体结构与功能的联系,形成结构与功能相统一的观点,三、教学重点难点重点:叶绿体中色素的种类和作用。
难点:对实验原理的理解:色素的提取分离过程。
四、学情分析我们的学生属于平行分班,没有实验班,学生已有的知识和实验水平有差距。
有些学生对于毛细吸管怎么用都不清楚,所以讲解时需要详细。
对于研磨和过滤等操作学生有一定的基础,但纸层析法是首次接触,需要教师指导并借助动画给予直观的认识。
五、教学方法1.实验法:绿叶中色素的提取与分离学生进行分组实验。
2.学案导学:见后面的学案。
3.新授课教学基本环节:预习检查、总结疑惑→情境导入、展示目标→合作探究、精讲点拨→反思总结、当堂检测→发导学案、布置预习六、课前准备1.学生的学习准备:预习实验“叶绿体中色素的提取和分离”,初步把握实验的原理和方法步骤。
2.教师的教学准备:多媒体课件制作,课前预习学案,课内探究学案,课后延伸拓展学案。
3.教学环境的设计和布置:两人一组,实验室内教学。
课前打开实验室门窗通风,课前准备好绿叶、滤纸条、纱布等材料用具,配制好层析液。
捕获光能的色素和结构教案教学目标【知识目标】(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。
【能力目标】(1)学会提取、分离绿叶色素的方法(2)通过探究实验,培养学生设计实验的能力、分析和解决问题的能力以及培养语言表达能力。
【情感目标】(1)通过对叶绿体结构的学习,帮助学生树立结构和功能相统一的生物学观点教学重点(1)绿叶中色素的种类和作用.(2)叶绿体的结构和功能.教学难点:提取、分离绿叶色素实验操作、叶绿体结构与功能的统一性。
教学策略或方法整节内容安排3课时,拟将“捕获光能的色素和结构”安排一课时;“光合作用的探究历程和光合作用的过程”安排一课时;“光合作用原理的应用和化能合成作用”安排一课时,第一课时“捕获光能的色素和结构”具体设计的策略如下:教学内容基本策略导入新课利用白化苗的图片创设问题情境,引入本节第一部分.光合色素的种类引导学生完成绿叶中色素的提取和分离的实验,得出结论.光合色素的作用利用屏幕显示4种色素分别放在阳光和三棱镜之间得到的4张光谱图,并结合教材上的图5—10,得出结论.叶绿体的功能介绍恩格尔曼的实验,得出实验结论并分析实验方法的巧妙处。
叶绿体的结构通过观察叶绿体的立体结构示意图,认识叶绿体的基本结构以及与其功能相适应的结构特点。
知识小结习题巩固教学用具:多媒体演示课件、实验准备材料教学进程:板书设计一、捕获光能的色素和结构1、捕获光能的色素叶绿素a(蓝绿色)叶绿素(含量约占3/4)叶绿色b(黄绿色)绿叶中的色素胡萝卜素(橙黄色)类胡萝卜素(含量约占1/4)叶黄素(黄色)2、叶绿体的结构1、分布2、形态外膜内膜3、结构基粒:由两个以上的类囊体组成,含色素和酶基质:含酶4、功能课后反思1.充分利用现代化的教学手段是教学改革的趋势,但若所有内容都通过多媒体来呈现,教学容量太大,且学生基本不能做笔记,不利于学生复习,若能将板书与多媒体有效结合,让学生边听边记笔记,效果会更好。
光合作用(一)捕获光能的色素和结构【学习目标】1、简述叶绿体中色素的种类、分布和作用。
2、描述叶绿体的结构、说明叶绿体的功能。
3、重点:理解实验“绿叶中色素的提取和分离”实验的实验原理与方法。
4、难点:绿叶中色素的种类和作用、绿叶中色素的提取和分离。
【要点梳理】要点一、实验——绿叶中色素的提取和分离1、原理(1)叶绿体中的色素能溶解在有机溶剂无水乙醇(或丙酮)中,所以用无水乙醇可提取叶绿体中的色素。
(2)不同的色素在层析液中溶解度不同,溶解度高的色素分子随层析液在滤纸条上扩散得快,溶解度低的色素分子随层析液在滤纸条上扩散得慢,因而可用层析液将不同色素分离。
2、实验程序3、实验结果四种色素被分离出来,它们的位置、颜色及排列顺序如下表:要点诠释:叶绿素主要吸收蓝紫光和红光,类胡萝卜素主要吸收蓝紫光,但对其他光也有吸收,只是吸收量少。
结果分析:①从色素带的宽度可知色素含量的多少依次为:叶绿素a >叶绿素b >叶黄素>胡萝卜素; ②从色素带的位置可知色素在层析夜中溶解度大小依次是:胡萝卜素>叶黄素>叶绿素 a >叶绿素 b;③在滤纸上相邻两条色素距离最近的是叶绿素a 与叶绿素b ,距离最远的两条色素带是胡萝卜素与叶黄素。
4、实验中的注意事项(1)裁取定性滤纸时,注意双手尽量不要接触纸面,以免手上的油脂或其他脏物污染滤纸。
(2)根据烧杯的高度制备滤纸条,让滤纸条长度高出烧杯1cm ,高出的部分做直角弯折。
(3)画滤液细线时,用力要均匀,速度要适中。
(4)研磨要迅速、充分。
a.因为丙酮容易挥发; b.为了使叶绿体完全破裂.从而能提取较多的色素;c.叶绿素极不稳定,能被活细胞中的叶绿素酶水解而被破坏。
(5)制备滤纸条时,要将滤纸条的一端剪去两角,这样可以使色素在滤纸条上扩散均匀,便于观察实验结果。
要点诠释:(1)为什么色素提取时加丙酮?(使色素溶于有机溶剂)(2)为什么加二氧化硅?(使研磨充分)(3)为什么加CaCO3? (防止叶绿素受到破坏)(4)为什么滤纸剪去两角?(使色素带整齐)(5)为什么滤液细线画的越细越齐越好?(使色素带整齐)(6)为什么不要让层析液没及滤液细线?(滤液溶于层析液中不能形成色素带)(7)为什么色素会在滤纸条上分离开?(色素溶解度不同)(8)为什么用培养皿盖上烧杯?(防止丙酮挥发)(9)为什么滤纸要避光保存?(色素见光分解)(10)为什么试验后洗手?(接触了有毒的化学药品)(11)色素带在滤纸上排列先后顺序?(胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a、叶绿素b)5、高等植物叶绿体中的色素及功能要点诠释:将绿叶中的4种色素溶液,分别放在阳光和三棱镜之间,从连续光谱中可以看到不同波长的光被吸收的情况:叶绿素a和叶绿素b主要吸收蓝紫光和红光,胡萝卜素和叶黄素主要吸收蓝紫光。
第3课捕获光能的色素和结构、光合作用的原理【课标要求】说明植物细胞的叶绿体从太阳光中捕获能量,这些能量在二氧化碳和水转变为糖与氧气的过程中,转换并储存为糖分子中的化学能。
【素养目标】1.通过比较光反应与暗反应及它们之间的关系,建立对立统一、结构决定功能的观点。
(生命观念)2.理解C3、C5等物质变化和光合作用的相关曲线。
(科学思维)3.探究光照强度、CO2浓度等对光合作用强度的影响。
(科学探究)4.关注光合作用与农业生产及生活的联系。
(社会责任)【主干·梳理与辨析】一、捕获光能的色素和叶绿体的结构与功能1.捕获光能的色素:功能吸收、传递和转换光能化学特性不溶于水,能溶于有机溶剂(如无水乙醇)中色素种类及分布叶绿素(含量约占3/4)叶绿素a 主要吸收红光和蓝紫光叶绿素b类胡萝卜素(含量约占1/4)胡萝卜素主要吸收蓝紫光叶黄素2.捕获光能色素的吸收光谱:光是一种电磁波。
可见光的波长是400~760__nm。
一般情况下,光合作用所利用的光都是可见光。
3.光合作用的结构——叶绿体:(1)模式图:【思考辨析】1.植物呈现绿色是由于叶绿素能有效地吸收绿光。
(×)分析:叶绿体中叶绿素的含量多于类胡萝卜素,叶绿素不吸收绿光,所以植物叶片呈现绿色。
2.液泡中色素吸收的光能用于光合作用。
(×)分析:液泡中色素不能吸收光能用于光合作用,叶绿体中的色素才行。
3.光合作用需要的色素和酶分布在叶绿体基粒和基质中。
(×)分析:叶绿体中吸收光能的四种色素分布在类囊体薄膜上,在叶绿体基粒和基质中都有与光合作用有关的酶。
二、实验:绿叶中色素的提取和分离1.实验原理:2.实验步骤:3.实验结果及分析:(1)实验结果:(2)结果分析。
①由上到下:胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a、叶绿素b。
原因:不同色素在层析液中的溶解度不同,溶解度高的在滤纸上扩散得快;反之,则慢。
溶解度由高到低的顺序为:胡萝卜素>叶黄素>叶绿素a>叶绿素b②由宽到窄:叶绿素a、叶绿素b、叶黄素、胡萝卜素。
第十六节捕获光能的色素和结构主讲:黄冈中学优秀生物教师徐海军一、捕获光能的色素白化苗不能进行光合作用叶绿素a和叶绿素b主要吸收蓝紫光和红光;胡萝卜素和叶黄素主要吸收蓝紫光。
二、叶绿体结构吸收光能的四种色素就分布在类囊体薄膜上。
三、叶绿素的提取与分离1、试验原理(1)色素都溶于有机溶剂中,溶解度不同;(2)扩散速度不同。
2、方法步骤(纸层析法)(1)剪→研磨叶片:加无水乙醇(溶解色素)、二氧化硅(充分研磨)、CaCO(调剂溶液pH,防止叶绿素被破坏)。
3(2)过滤收集滤液(3)制备滤纸条:1cm某6cm(10cm)(4)画滤液细线(5)层析→观察结果四、叶绿体功能探究叶绿体的功能叶绿体是进行光合作用的场所。
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酶。
-返回-同步测试一、选择题1、把新鲜的叶绿素溶液放在光源与分光镜之间,可以看到光谱中最强的吸收区在(B)A.绿光部分B.红光和蓝紫光部分C.蓝紫光部分D.黄橙光部分2、叶绿体的色素能够在滤纸上彼此分离的原因是(D)A.色素提取液中的不同色素已经分层B.阳光的照射使各种色素彼此分开C.滤纸对各种色素的吸附力不同D.层析液使色素溶解并彼此分离的扩散速度不同3、有甲、乙、丙、丁4盆长势均匀的植物置于阳光下,甲品红光照射;乙绿色光照射;丙添加品红色滤光片A;丁添加绿色滤光片B(如图),经过一段时间,各盆中长势最旺的和长势最差的依次是下列中的(C)A.甲、乙B.乙、丙C.甲、丁D.丙、丁4、阳光通过三棱镜能显示出七种颜色的连续光谱,如果将一瓶叶绿素提取液放在光源和三棱镜之间,连续光谱中就会出现一些黑色条带,这些条带应位于(D)A.绿光区B.红光区和绿光区C.蓝紫光区和绿光区D.红光区和蓝紫光区5、叶绿体是植物进行光合作用的细胞器,下面有关叶绿体的叙述正确的是(A)A.叶绿体中的色素都分布在类囊体膜上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上D.光合作用的酶只分布在外膜、内膜和基粒上6、下列关于叶绿素合成与功能的叙述,错误的是(C)A.光是叶绿素合成的必要条件B.低温抑制叶绿素的合成C.提取叶绿素溶液,给予适宜的温度、光照和二氧化碳,可进行光合作用D.矿质元素影响叶绿素的合成7、下列关于“叶绿体中色素的提取和分离”的实验描述中,不属于实验要求的是(C)A.提取高等植物叶绿体中的色素B.用纸层析法分离色素C.了解多种色素的吸收光谱D.验证叶绿体所含色素的种类8、用纸层析法将色素进行分离,在滤纸条上出现最宽的一条色素带的颜色是(C)A.橙黄色B.黄色C.蓝绿色D.黄绿色9、在圆形滤纸的中央点上,对叶绿体的色素进行色素分析,会得到近似,同心的四个色素环,排列在最里圈的色素是(D)A.橙黄色B.蓝绿色C.黄色D.黄绿色二、简答题10、下图表示叶绿体色素提取和分离实验的部分材料和用具,据图作答:(1)图①加入研钵内的物质:A__________10mL;作用是__________;B__________少许,作用是研磨得充分;C__________少许,作用是__________。