5.4.1捕获光能的色素和结构 课件 2025—2026学年高一上学期生物人教版必修1

5.4.1 捕获光能的色素和结构 第5章 细胞的能量供应和利用 1.绿叶中色素的提取和分离 2.叶绿体中的色素及叶绿体的功能 学习目标 蒜 黄 你吃过蒜黄或韭黄吗？ 韭黄实际上是幼苗在黑暗条件下生长的产物，因其缺乏色素不能进行光合作用，无法制造有机养料而不能长期存活。 情 境 绿叶中究竟有哪些色素呢？ 通过实验来探究 实验原理 目的要求 材料用具 分析结果 得出结论 方法步骤 课本 98-99 绿叶中色素的提取和分离 1.如何将绿叶的色素提取到溶液中来？ 2.如何将溶液中的色素分离开来？ 可用 提取绿叶中的色素，因为绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂无水乙醇中。 无水乙醇 叶绿体中的光合色素属于脂溶性色素， 易溶于有机溶剂中 也可以用体积分数为95%的乙醇加入适量无水碳酸钠来代替无水乙醇 层析液 溶解度 快 慢 易挥发的有毒物质！ 层析液 ①分离色素的方法称之为 ； 纸层析法 ②分离色素的原理：不同色素在 中______不同， 溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得___，反之则___。 这样，绿叶中的色素就会随着 在滤纸上的扩散而分开。 实验原理 目的要求 材料用具 分析结果 得出结论 方法步骤 课本 98-99 绿叶中色素的提取和分离 1. 进行绿叶中色素的提取和分离； 2. 探究绿叶中含有几种色素。 新鲜菠菜叶 定性滤纸 研钵 毛细吸管 (2)向研钵加少许_________和______，再加入5-10 mL_________， 迅速、充分研磨。 (1)称取 5g 新鲜绿叶，剪去主叶脉，剪碎，放入研钵中。 (3)漏斗基部放一块___________，将研磨液迅速倒入玻璃漏斗中 进行过滤。将_____收集到试管中，及时用棉塞将试管口______。 课本 98-99 绿叶中色素的提取和分离 实验原理 目的要求 材料用具 分析结果 得出结论 方法步骤 使研磨更充分 防止研磨时色素被破坏 (主要保护叶绿素) 溶解色素(提取色素) 二氧化硅 碳酸钙 无水乙醇 单层尼龙布 滤液 1.提取绿叶中的色素 不能用滤纸、纱布(会吸附色素) 塞严 防止无水乙醇挥发和色素氧化 3. 实验原理 目的要求 材料用具 分析结果 得出结论 方法步骤 课本 98-99 绿叶中色素的提取和分离 2. 制备滤纸条 滤纸条如何剪？在哪个位置画铅笔细线？ 3. 画滤液细线 怎么画？要注意什么？ 4. 分离绿叶中的色素 怎么做？要注意什么？ 细直齐；干燥后重复画 剪去两角，防止色素带不整齐 4. 注意：不能让滤液细线触及层析液，否则色素会被层析液溶解，无法在滤纸条上扩散。 课本 98-99 绿叶中色素的提取和分离 实验原理 目的要求 材料用具 分析结果 得出结论 方法步骤 (1)滤纸上有几条色素带？ (4)色素带的宽窄与什么有关？ (2)不同的色素带分别对应哪些色素？ (3)色素带从上而下的排序与什么有关？ 课本 98-99 绿叶中色素的提取和分离 实验结果 由上到下： 胡黄a b 4条 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) 溶解度与扩散速率有关，溶解度越大，扩散越快 宽窄与色素含量有关，越宽代表含量越多 ①含量最多的色素是？ ②含量最少的色素是？ ③溶解度最大的色素是？ ④溶解度最小的色素是？ 叶绿素a 胡萝卜素 胡萝卜素 叶绿素b 口诀：胡黄ab，ab黄胡 顺序上下，含量多少 课本 98-99 绿叶中色素的提取和分离 实验结果 绿叶中 光合色素 的种类 叶绿素 （含量约占3/4） 类胡萝卜素（含量约占1/4） 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) 黄 胡 b a 口诀：胡黄ab，ab黄胡 顺序上下，含量多少 课本 98-99 绿叶中色素的提取和分离 实验结果 色素 颜色 溶解度 扩散速度 含量 类胡萝卜素 (约占1/4) 胡萝卜素 橙黄色 最大 最快 最少 叶黄素 黄色 较大 较快 较少 叶绿素 (约占3/4) 叶绿素a 蓝绿色 较小 较慢 最多 叶绿素b 黄绿色 最小 最慢 较多 ②在定性滤纸上会出现4个不同颜色的同心圆环(如图)，则图示a～d依次是哪种色素？ 黄绿色和橙黄色是哪两个环？ 大本 90 绿叶中色素的提取和分离 (4)如果色素的分离实验装置如图所示，则 ①实验时应将滤液滴在a处还是b处？ a处 (即圆形滤纸的中央) 胡萝卜素 叶黄素 叶绿素a 叶绿素b 最里面的d(叶绿素b)环呈黄绿色 最外面的a(胡萝卜素)环为橙黄色 1.(2023·北京朝阳区期末)用新鲜菠菜叶片进行叶绿体中色素的提取和分离实验。下列叙述正确的是(　　) A.提取叶绿体中色素的原理是四种色素的溶解度不同 B.可以用无水乙醇作为层析液进行四种色素的分离 C.纸层析法分离色素时，层析液不能触及滤液细线 D.层析完毕后应迅速记录结果，否则色素带会挥发消失 大本 91 绿叶中色素的提取和分离 C A错误，提取叶绿体中色素的原理是色素易溶于有机溶剂， 分离色素的原理是不同色素在层析液中的溶解度不同； B错误，可以用无水乙醇作为提取液提取色素，无水乙醇不作为层析液使用； C正确，分离色素时，层析液不能触及滤液细线，目的是防止色素溶解； D错误，色素带自身不会挥发消失，但是会因为色素分解而消失，故而层析完毕后应迅速记录结果。 分离 大本 91 绿叶中色素的提取和分离 A 2.(2024·广东茂名高一期末)用菠菜叶进行“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(　　) 大本 91 实验中常见异常现象分析 (1)滤纸条上色素带颜色较浅: ①未加二氧化硅，研磨不充分 (色素没完全释放出来); ②加入无水乙醇的量过多 (过多无水乙醇使得滤液被稀释); ③实验材料中色素含量较少(如放置数天不新鲜的叶片)。 (2)滤纸条上最下面的两条色素带颜色较浅: ①未加碳酸钙或加入量过少，叶绿素被破坏; ②实验材料(如泛黄的叶片)中叶绿素的含量较少。 (3)滤纸条上色素带重叠: ①滤液细线不直; ②滤液细线过粗。 (4)滤纸条上看不见色素带: ①忘记画滤液细线; ②滤液细线接触到层析液，色素溶解到层析液中，无法在滤纸条上扩散。 正确做法：分次加入少量无水乙醇 正确做法：铅笔画时要细直齐 3.(2024·辽宁沈阳重点高中联考)如图是某学生用新鲜菠菜叶进行“绿叶中色素的提取和分离”实验时得到的结果。下列有关这一结果的分析，正确的是(　　) 大本 91 绿叶中色素的提取和分离 A.在研磨时加入了过量的无水乙醇 B.滤液细线触及了层析液 C.c代表的光合色素呈蓝绿色 D.研磨时没有加入碳酸钙 胡 黄 a b 为什么叶绿素含量少？ 研磨时没有加入碳酸钙会导致叶绿素被破坏，提取的叶绿素含量少 D 所有色素含量均变少 色素溶解到层析液，已经无法在滤纸条扩散 c为叶黄素，是黄色 大本 93 绿叶中色素的提取和分离 D 2.(2024·河北邢台调研)下列关于“绿叶中色素的提取和分离”实验的操作，对应关系正确的是(　　) A.研磨时加无水乙醇→确保滤液中色素含量高 B.研磨时加二氧化硅→保护色素，避免色素分解 C.滤液细线要求直、细、匀→防止色素氧化，色素带平整不重叠 D.滤纸条预先干燥处理→分离色素时，层析液快速扩散 解析:色素易溶于有机溶剂，研磨时加无水乙醇的目的是溶解色素，A错误； 研磨时加二氧化硅的目的是使研磨得充分，B错误； 滤液细线要求直细匀，目的是避免色素带重叠，与防止色素氧化无关，C错误； 为了保证分离色素时层析液快速扩散，在制备滤纸条时应预先干燥处理，D正确。 类胡萝卜素 叶绿素 课本 98 捕获光能的色素 分析资料，总结两大类色素的吸收光谱： 资料1：白光通过在三棱镜时，由于折射角度的不同，不同波长的光得以分离，如图1所示。 太阳光 （白光） 三棱镜 光屏 资料2：白光通过类胡萝卜素或叶绿素的吸收后，再由三棱镜折射出的光如图2/图3所示，说明什么？ 类胡萝卜素主要吸收 ； 叶绿素主要吸收 。 蓝紫光 红光和蓝紫光 课本 99 光合色素的吸收光谱 ①叶绿素a和叶绿素b的吸收峰值_____ ②叶绿素a吸收光谱范围____，叶绿素b吸收光谱范围___ 不同 大 小 2.秋天叶片由绿色变为黄色(或红色)是什么原因？ 课本 99 与生活的联系 ①叶片中叶绿素与类胡萝卜素的含量比例为3：1 ②叶片几乎不吸收绿光或吸收最少，绿光被反射故而呈现绿色 这些光合色素存在于细胞中什么部位呢？ 1.叶片为什么是绿色的？ 3.某地遭遇长期阴雨连绵的天气，菜农决定对植物进行夜间补光，为了尽可能增加产量，可以使用绿色光源吗？为什么？ 由于叶绿素比类胡萝卜素更易受到低温的破坏， 秋季低温使叶绿素被分解以及影响了叶绿素的合成， 从而使得 类胡萝卜素 (或液泡中的色素，如花青素) 的颜色显示出来。 不能，光合色素几乎不吸收绿光！ 课本 100 叶绿体的结构适于进行光合作用 1.结构：在 显微镜下，可以看到叶绿体由 层膜包被，内部有许多 。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 。 2.物质分布：吸收光能的四种色素分布在 上。 3.叶绿体是如何拓展受光面积的？ 叶绿体内有众多的基粒和类囊体，极大地拓展了受光面积。 电子 双 基粒 类囊体 类囊体的薄膜 课本 100 叶绿体的结构适于进行光合作用 课本 101 叶绿体内有众多的基粒和类囊体，有什么作用？ 光合色素分布于？ 进行光合作用所必需的酶分布于？ 极大地扩展了受光面积 类囊体薄膜上 类囊体薄膜上和叶绿体基质中 叶绿体吸收光能用于什么呢？ 课本 100-101 叶绿体的结构适于进行光合作用 资料1：恩格尔曼把载有水绵(叶绿体呈螺旋带状分布)和需氧细菌的临时装片放在没有空气的小室内，在黑暗中用极细的光束照射水绵，发现细菌只向叶绿体被光束照射到的部位集中；如果把装置放在光下，细菌则分布在叶绿体所有受光的部位。 资料2：紧接着，用透过三棱镜的光照射水绵临时装片，发现大量的需氧细菌聚集在红光和蓝紫光区域。 资料3：在类囊体膜上和叶绿体基质中，含有多种进行所必需的酶。 1.恩格尔曼第一个实验的结论是什么? 2.恩格尔曼第二个实验好氧细菌的分布情况说明了什么? 3.综合上述，你认为叶绿体具有什么功能? 好氧细菌 水绵 好氧细菌 叶绿体能吸收光能用于光合作用放氧 叶绿体是光合作用的场所 叶绿体吸收较多的光是红光和蓝紫光 【叶绿体功能的实验验证】 课本 100-101 大本 92 叶绿体的结构适于进行光合作用 【恩格尔曼的实验】 (1)为什么选用水绵和需氧细菌作为实验材料？ 水绵的叶绿体呈螺旋式带状，便于观察。 需氧细菌可确定释放氧气多的部位(即氧气释放的观察指标)。 (2)为什么选用黑暗并且没有空气的环境？ 可排除光线和空气中氧气对实验结果的干扰。 (3)实验对照的设计： ①在黑暗环境，用极细的光束照射，获得有光照部位和无光照部位的对照实验； ②局部光照(黑暗条件)和完全暴露在光下形成对照实验，再次验证实验结果， 明确实验结果完全是由光照射到叶绿体引起的。 课本 101 课后习题 × √ A × 大本 92 5.(2024·黑龙江哈尔滨三中期末)科学家用水绵进行了如下实验：把载有水绵和需氧细菌的临时装片放在没有空气和光照的条件下一段时间，然后用极细的光束照射水绵不同部位，观测到一些部位有需氧细菌积聚，另一些部位则没有需氧细菌积聚(如图所示)。由此得出的结论是(　　) B A.光合作用产生淀粉，场所是叶绿素 B.光合作用产生氧气，场所是叶绿体 C.光合作用产生淀粉，需要水 D.光合作用产生氧气，需要二氧化碳 3.(2024·湖南雅礼中学模拟)高等植物的光合作用依赖光合色素。不同环境条件下，叶绿素a和叶绿素b之间可以相互转化，这种转化称为“叶绿素循环”。研究发现，在适当遮光条件下，叶绿素a/叶绿素b的值会降低以适应环境。如图是①②两种叶绿素的吸收光谱。下列关于叶绿素的叙述，正确的是(　　) 大本 93 A.①和②主要分布在叶绿体的内膜上 B.利用纸层析法分离色素时，②应位于滤纸条的最下端 C.植物叶片呈现绿色是由于①②主要吸收绿光 D.弱光下①的相对含量增高有利于植物对弱光的利用 叶绿素a吸收光谱范围大 叶绿素b吸收光谱范围小 叶绿素b 叶绿素a D 大本 93 A 4.某生物兴趣小组欲制作彩色“叶片”书签，即将滤纸片剪成如图形状(“叶柄”处已剪去两角)来分离绿叶中提取出的色素，趣味实验完成后“叶片”书签自上而下留下4条色素带。下列说法中正确的是(　　) A.书签不同色素带的宽度不同，但都只能吸收可见光 B.需用铅笔在“叶柄”处画一条细直的横线作为滤液细线 C.因绿叶中色素溶解于有机溶剂中，故不同色素能在书签 上扩散分离开 D.一段时间后叶绿素被分解，书签只剩下3、4两条带，分 别为橙黄色、黄色 大本 92 A 4.(2024·南京师大附中期中)如图为叶绿体亚显微结构模式图。下列关于其结构与功能的叙述，正确的是(　　) A.该结构与植物细胞的能量转换有关 B.①主要由纤维素构成 C.吸收光能的色素主要分布在②上 D.与光合作用有关的酶只位于④中 Lavf58.76.100 Lavf58.46.101 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 $$