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

该高中生物学导学案聚焦“捕获光能的色素和结构”，核心知识点包括色素的提取分离实验、种类颜色及吸收光谱，以及叶绿体的结构与功能。通过正常玉米植株与白化苗对比导入，衔接细胞能量供应前序知识，搭建光合作用学习支架。 此资料亮点在于强化结构与功能观（生命观念），通过色素提取分离实验培养科学探究能力，结合吸收光谱图分析提升科学思维，习题精准突破实验操作要点及光谱理解难点，助力学生掌握重点并建立生物学科核心素养。

第五章 细胞的能量供应和利用 第四节第1课时 捕获光能的色素和结构 学习指导 课标要求 核心素养 重难分析 1.通过对光合色素的提取和分离，提升实验探究能力 2.通过分析光合色素的分布与功能、叶绿体的结构与功能，强化结构与功能观 3.主动关注光能或人工补光在农业生产中的应用 生命观念 通过观察正常玉米植株与白化苗的对比，理解色素在光能捕获中的关键作用；结合叶绿体结构模型，说明类囊体膜上色素分布与光合作用效率的关系 重点 1.绿叶中色素的种类及其颜色 2.不同色素对光的吸收特点 3.叶绿体的结构与光合作用的关系 科学思维 分析叶绿素与类胡萝卜素的吸收光谱差异，归纳不同色素对光能的利用特点 科学探究 利用色素分离实验现象，总结滤纸条上色素带的分布规律 难点 1.色素提取和分离实验的操作要点及原理 2.吸收光谱图的理解与分析 3.叶绿体作为光合作用场所的结构基础 社会责任 结合光合作用对生物圈能量流动的意义，阐述保护绿色植物对维持生态平衡的重要性 知识清单 一、捕获光能的色素 1.绿叶中色素的提取和分离 （1）原理 提取原理：绿叶中的色素能溶解在有机溶剂 中。 分离原理：不同色素在层析液中的 不同，溶解度 的随层析液在滤纸上扩散得快，反之则慢。 （2）实验步骤 ①色素的提取 取材：称取5g绿色叶片，剪碎 研磨：向研钵中加少许SiO2和CaCO3，再加入5~10mL ，迅速研磨 过滤：漏斗基部放一块单层尼龙布，将研磨液迅速倒入玻璃漏斗中进行过滤 收集：用试管收集色素滤液，及时用棉塞将试管口塞严 ②色素的分离 制备滤纸条：剪滤纸条：将干燥的定性滤纸剪成长与宽（直径）略小于试管长与宽的滤纸条，并在一端剪去两角→铅笔画线：在距去角一端底部 处用铅笔画一条细的横线 画滤液细线：吸取滤液：用毛细吸管吸取少量滤液→画线：沿铅笔线均匀地画出一条细线→重复画线：待滤液干后，重复画细线1~2次。 分离绿叶中的色素：将适量层析液倒入试管中，将滤纸条（有滤液细线的一端朝 ）轻轻插入层析液中（注意：不能让滤液细线触及层析液），随后用棉塞塞紧试管口。 观察结果 2.色素的种类、含量、颜色及吸收光谱 种类 叶绿素（约占3/4） 类胡萝卜素（约占1/4） 叶绿素a 叶绿素b 胡萝卜素 叶黄素 颜色 蓝绿色 黄绿色 橙黄色 黄色 吸收光谱 主要吸收_________ 主要吸收_________ 答案：1.无水乙醇 溶解度 高 无水乙醇 1cm 下 2.红光和蓝紫光 蓝紫光 知识点二、叶绿体的结构适于进行光合作用 1.形态： 。 2.结构模式图 3.功能：是进行 的场所。 答案：1.扁平的椭球形或球形 3.光合作用 试题练习 1.把新鲜的叶绿素溶液放在光源与分光镜之间，在光谱中可以看到最强的吸收在（ ） A.绿光部分 B.黄橙光部分 C.蓝紫光部分 D.红光和蓝紫光部分 2.提取和分离叶绿体中色素的正确顺序应该是（ ） 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.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 C.制取滤液→进行纸层析→在滤纸条上画线→制取滤液→画线 D.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 3.“绿叶中色素的提取和分离”实验操作中要注意“干燥”，下列说法错误的是（ ） A.应使用干燥的定性滤纸 B.绿叶需烘干后再提取色素 C.重复画线前需等待滤液细线干燥 D.无水乙醇可用加入适量无水碳酸钠的95%乙醇替代 4.在叶绿体色素的提取和分离实验中，收集到的滤液绿色过浅，其原因可能是（ ） ①未加石英砂，研磨不充分 ②一次性加入大量的无水乙醇提取 ③分次加入少量无水乙醇提取 ④使用放置数天的菠菜叶 A.①②③ B.②③④ C.①③④ D.①②④ 5.下列关于叶绿体的描述，错误的是（ ） A.基粒由类囊体堆叠而成 B.叶绿体被膜由双层膜组成 C.类囊体膜不属于生物膜系统 D.类囊体膜上具有叶绿素和酶 6.植物叶片中的色素对植物的生长发育有重要作用。下列有关叶绿体中色素的叙述，错误的是（ ） A.氮元素和镁元素是构成叶绿素分子的重要元素 B.叶绿素和类胡萝卜素存在于叶绿体中类囊体的薄膜上 C.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 D.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 答案以及解析 1.答案：D 解析：叶绿素主要吸收红光和蓝紫光。 2.答案：B 解析：在进行“绿叶中色素的提取和分离”实验时，正确的操作顺序：①称取5g绿色叶片并剪碎、研磨→②用单层尼龙布过滤，收集滤液→③制作滤纸条并在滤纸条上画滤液细线，重复画3～4次→④将滤纸条插入层析液中进行层析→⑤观察实验结果。 3.答案：B 解析：“绿叶中色素的提取和分离”实验中，分离色素时使用干燥的定性滤纸可以确保层析液在滤纸上均匀扩散，形成整齐的色素带，A正确。重复画线前需等待滤液细线干燥，否则分离的色素带会出现重叠、不整齐等现象，C正确。可用体积分数为95%的乙醇加入适量无水碳酸钠来代替无水乙醇，D正确。提取色素时一般不需要对绿叶进行烘干，B错误。 4.答案：D 解析：未加石英砂，导致研磨不充分，会使色素的提取量减少，①符合题意；一次性加入大量的无水乙醇，会使色素提取液浓度降低，②符合题意；分次加入少量无水乙醇不影响色素的提取，③不符合题意；放置数天的菠菜叶叶片发黄，叶绿素含量减少，提取量也会减少，④符合题意。 5.答案：C 解析：许多类囊体像圆盘一样叠在一起，称为基粒。组成基粒的类囊体膜属于生物膜系统。类囊体膜上有色素和酶。叶绿体被膜由双层膜组成。 6.答案：D 解析：A、叶绿素的元素组成是C、H、O、N、Mg，氮元素和镁元素是构成叶绿素分子的重要元素，A正确；B、光反应的场所是类囊体的薄膜，需要光合色素吸收光能，叶绿素和类胡萝卜素存在于叶绿体中类囊体的薄膜上，B正确；C、类胡萝卜素主要吸收蓝紫光，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，C正确；D、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快，D错误。故选D。 学科网（北京）股份有限公司 $