高中生物人教版 (2019)必修1《分子与细胞》第5章 细胞的能量供应和利用综合与测试评课课件ppt

这是一份高中生物人教版 (2019)必修1《分子与细胞》第5章 细胞的能量供应和利用综合与测试评课课件ppt，文件包含512ppt、531ppt、532ppt、541ppt、542ppt、52ppt、511ppt、542docx、532docx、512docx、531docx、541docx、511docx、52docx等14份课件配套教学资源，其中PPT共409页， 欢迎下载使用。

知识梳理·填准记牢——自主·预习·先知一、绿叶中色素的提取和分离1．提取绿叶中的色素（1）原理：绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂　　　　中。
（2）实验用品及作用[连线]
2．分离绿叶中的色素（1）原理：不同色素在层析液中的　　　不同，　　　　的随层析液在滤纸上扩散得快，反之则慢。
二、绿叶中色素的种类及叶绿体的结构和功能1．色素的种类、含量、颜色及吸收光谱
2.叶绿体的结构和功能（1）分布：主要分布在植物的　　　　内。（2）形态：扁平的　　　　或　　　　。（3）结构：（4）功能：绿色植物进行　　　　的场所。
知识应用·强化落实——效果·检测·定向1.判断下列有关叶绿体叙述的正误（1）叶绿体的基粒上含有与光合作用有关的色素（　　）（2）叶绿素a和叶绿素b只吸收红光和蓝紫光（　　）（3）叶绿素主要吸收蓝紫光和红光（　　）（4）没有叶绿体的生物无法进行光合作用（　　）（5）叶绿体中进行光合作用所需的酶分布于内膜、基质和类囊体（　　）（6）叶绿体是唯一具有双层膜的细胞器（　　）（7）植物呈绿色的主要原因是叶绿素能有效地吸收绿光（　　）
2．判断下列有关实验叙述的正误（1）在绿叶中色素的提取实验中加入二氧化硅可以防止破坏叶绿素（　　）（2）过滤研磨液时漏斗基部放一块剪好的滤纸进行过滤，将滤液收集到试管中（　　）（3）叶绿体中的色素既能溶于有机溶剂又能溶解于水中（　　）（4）可选用绿色植物任何部位的叶片进行色素的提取与分离（　　）（5）向研钵中加入少量的CaCO3和少量的SiO2作用是相同的（　　）（6）层析得到的滤纸条上各种色素带的宽度可说明不同色素含量的多少（　　）（7）利用无水乙醇可分离叶绿体中4种色素（　　）（8）对色素提取液进行层析时，要注意不能让滤液细线触及层析液（　　）
3．教材内容挖掘（1）（教材P99“讨论”拓展）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，待其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　　　　　　　　。
（2）（教材P100“思考·讨论”拓展）下图是恩格尔曼实验装置改装示意图，光线通过叶绿体色素提取液后照射临时装片上的水绵，一段时间后，水绵周围需氧细菌分布无显著变化，请分析其原因。
提示：光线通过叶绿体色素提取液后，红光和蓝紫光被吸收，水绵光合作用微弱，产生O2较少，因此需氧细菌分布无显著变化。
（3）（教材P99图5­12变式）高等植物的光合作用需要依赖叶绿体中的光合色素。不同环境条件下，叶绿体中的叶绿素a和叶绿素b之间可以发生相互转化，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。下图是叶绿体中两种叶绿素的吸收光谱。
下列关于叶绿素的叙述，错误的是（　　）A．缺少大量镁元素时，①②的合成都会受到影响B．利用纸层析法分离色素时，②位于滤纸条最下端C．与①②不同，类胡萝卜素不吸收红光D．弱光下①的相对含量增加可能有利于对弱光的利用
解析：镁元素是叶绿素的重要组成成分，故缺少镁时，①叶绿素b和②叶绿素a的合成都会受到影响，A正确；利用纸层析法分离色素时，①叶绿素b位于滤纸条最下端，B错误；①叶绿素b和②叶绿素a主要吸收红光和蓝紫光，类胡萝卜素主要吸收蓝紫光，C正确；由题干信息可知，在适当遮光条件下，叶绿素a和叶绿素b发生相互转化，使叶绿素a与叶绿素b的比值降低，以适应环境，故弱光下①叶绿素b的相对含量增加可能有利于对弱光的利用，D正确。
课程标准简述绿叶中色素的种类及功能说出叶绿体的结构和功能。 素养达成
设疑激趣玉米中有时会出现白化苗，右图中是白化苗和正常玉米苗的比较，白化苗由于不能进行光合作用，当种子中的营养成分消耗完后就会死亡，这说明光合作用离不开色素。那么，绿叶中与光合作用有关的色素和结构有哪些呢？它们有什么特点和功能呢？
夯基提能·分层突破——互动·探究·智涂探究点一　实验：绿叶中色素的提取和分离一、下图是提取和分离绿叶中色素的实验步骤，请分析：
1．提取色素时，加入剪碎的叶片后还需要加入三种物质，若A是二氧化硅，B、C分别是什么？A、B、C各起什么作用？  2．某实验小组得到的色素提取液颜色过浅，可能的原因有哪些？  
A是二氧化硅，其作用是使研磨更充分；B是碳酸钙，其作用是防止研磨中色素分子被破坏；C是无水乙醇，其作用是溶解色素。
研磨不充分，色素未能充分提取出来；称取绿叶过少或加入无水乙醇过多，色素溶液浓度小；未加碳酸钙或加入过少，色素分子部分被破坏。
3．制备滤纸条时，剪去两角的作用是什么？画滤液细线有什么要求？  4．分离色素时，关键应注意层析液不要没及滤液细线，为什么？
防止色素带不整齐。画滤液细线的要求是细、匀、直，还要待干燥后重复画1～2次。
滤液细线中的色素会被层析液溶解，不能在滤纸条上分离。
[规律方法]绿叶中色素的提取和分离实验中异常现象分析
1.实验结果——有关色素带的分析(1)从色素带的位置可知，各种色素在层析液中溶解度的高低依次为：胡萝卜素＞叶黄素＞叶绿素a＞叶绿素b。(记忆口诀：胡、黄、a、b)(2)从色素带的宽度可知，各种色素的含量一般情况下为：叶绿素a＞叶绿素b＞叶黄素＞胡萝卜素。
2．实验中的注意事项及操作目的
二、下图是绿叶中色素分离的结果，请分析：
1．(1)含量最多和最少的色素分别是哪两种？  (2)在层析液中溶解度最高和最低的色素分别是哪两种？  (3)分子结构最相似的是哪两种色素？  
2．色素的提取非常成功，但层析后滤纸条上色素带非常模糊，其原因可能有哪些？   3．实验过程中，甲同学忘记加入二氧化硅和碳酸钙，乙同学没有加无水乙醇，而是加了水，请分析他们可能出现的实验结果。 
①画滤液细线次数太少。②滤液细线触及层析液，且时间较长，色素溶解到层析液中。
甲同学的结果是滤纸条上的色素浓度很低，颜色很浅；乙同学的结果是滤纸上没有出现色素带。
1．(合格考)下列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.在画出一条滤液细线后紧接着重复画线2～3次D.研磨叶片时，用体积分数为70%的乙醇溶解色素
解析：在提取绿叶中色素时，漏斗基部放单层尼龙布进行过滤，A错误；纸层析法分离滤液中的色素时，需用干燥的定性滤纸，B正确；画出一条滤液细线后需等滤液干后再重复画线1～2次，C错误；研磨叶片时应用无水乙醇溶解色素，D错误。
2．(合格考)提取光合色素，进行纸层析分离，对该实验中各种现象的解释，正确的是(　　)A.未见色素带，说明材料可能为黄化叶片B.色素始终在滤纸条上，是因为色素不溶于层析液C.提取液呈绿色是由于含有叶绿素a和叶绿素bD.胡萝卜素处于滤纸条最上方，是因为其在提取液中的溶解度最高
解析：黄化叶片含有类胡萝卜素，滤纸上应有两条色素带，A错误；叶绿体中的色素都能溶解在有机溶剂层析液中，B错误；由于叶绿素含量比类胡萝卜素多且叶绿素呈现绿色，所以提取液呈现绿色，C正确；溶解度高的色素随层析液在滤纸上扩散得快，胡萝卜素在层析液中的溶解度最高，D错误。
3．(等级考)分别在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个研钵中加2 g剪碎的新鲜菠菜绿叶，并按下表所示添加试剂，经研磨、过滤得到三种不同颜色的溶液，即：深绿色、黄绿色、几乎无色。
注：“＋”表示加，“－”表示不加。
则Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个研钵中的溶液颜色分别是(　　)A.几乎无色、黄绿色、深绿色B.深绿色、几乎无色、黄绿色C.黄绿色、深绿色、几乎无色D.黄绿色、几乎无色、深绿色
解析：由表格内容可知，研钵Ⅰ中未加入CaCO3和蒸馏水，CaCO3可保护叶绿素等色素免受破坏，研钵Ⅰ缺少CaCO3而导致部分叶绿素被细胞中的酶水解，因而提取液呈黄绿色。研钵Ⅱ中未加入无水乙醇，无水乙醇用于溶解色素，色素不溶于蒸馏水，因此研钵Ⅱ中的色素不能被溶解，因而溶液几乎无色。研钵Ⅲ中未加入蒸馏水，可得到正常的提取液，故溶液呈深绿色。
4．(等级考)某班学生完成对新鲜菠菜叶进行绿叶中色素的提取和分离实验时，由于各组操作不同，出现了以下四种不同的层析结果。下列分析最不合理的是(　　)A.甲可能误用蒸馏水作提取液和层析液B.乙可能是因为研磨时未加入SiO2C.丙是正确操作得到的理想结果D.丁可能是因为研磨时未加入CaCO3
解析：甲图中没有色素的原因可能是误用蒸馏水作提取液和层析液；乙图中色素的量较少，可能是因为研磨时未加入SiO2而导致研磨不充分；丙、丁图中叶绿素含量比类胡萝卜素含量低，原因可能是未加入CaCO3而导致叶绿素等色素被破坏。含量最高的应为叶绿素a，最低的为胡萝卜素，所以丙图不是理想结果。
探究点二　叶绿体的结构和功能1.(教材P99图5－12)下图为不同色素的吸收光谱，请据图回答下列有关问题：
(1)从图中可以读出：叶绿素对____光和____光的吸收量大；类胡萝卜素对____光的吸收量大，对绿光吸收量____，所以叶片呈现绿色。(2)秋天叶片变黄的原因：低温破坏了________，叶片呈现出____________的颜色。(3)温室内自然光照射的情况下，给植物人工补充哪些单色光对增产有利？  (4)温室或大棚种植蔬菜，应选用什么颜色的玻璃或塑料薄膜？(透明物体的颜色是由它透过的色光决定的；不透明物体的颜色是由它反射的色光决定的。) 
蓝紫光、红光属于对植物光合作用最有效的光，因此可以补充这两种光达到增产的目的。
无色的玻璃或塑料薄膜。
2.阅读教材恩格尔曼探究叶绿体的功能的实验，据图思考与讨论：
(1)该实验选择水绵和好氧细菌作为实验材料，有什么优点？   (2)甲组是在黑暗环境中用极细的光束点状投射叶绿体，好氧细菌的分布是怎样的？说明什么？   
水绵的叶绿体呈螺旋带状分布，便于观察；用好氧细菌可确定释放氧气多的部位。
好氧细菌只向叶绿体被光束照射到的部位集中，说明氧气是由叶绿体在光照条件下释放出来的。
(3)乙组完全暴露在光照下，好氧细菌分布于叶绿体所有的受光部位，这组实验的设计目的是什么？  (4)两组实验都要求在隔绝空气的条件下进行，为什么？  (5)恩格尔曼实验的结论是什么？ 
和甲组进行对照，明确实验结果完全是由光照引起的。
排除空气中的氧气对实验结果的干扰。
氧是由叶绿体释放出来的，叶绿体是绿色植物进行光合作用的场所。
3．利用物质能量观回答下列问题(1)能进行光合作用的生物一定有叶绿体吗？  (2)一般植物的叶片在春、夏季为绿色，而在秋季呈黄色。请分析出现这一现象的原因是什么？   
不一定。蓝细菌是典型的原核生物，不含有除核糖体外的其他细胞器，即没有叶绿体，但依然能进行光合作用。
在春夏季节，叶片中叶绿素含量多于类胡萝卜素，叶绿素对绿光吸收最少，绿光被反射出来，所以呈绿色。在秋季，叶绿素被破坏，类胡萝卜素完好，叶片呈现出了类胡萝卜素的颜色，所以呈现黄色。
(3)从所含化学成分分析，叶绿体能进行光合作用的原因是什么？
叶绿体中含有光合色素和与光合作用有关的酶。
[易错提醒](1)并不是所有的植物细胞都含有叶绿体，只有进行光合作用的植物细胞才含有叶绿体。(2)色素不只是分布于叶绿体中，也可分布于液泡中，如花青素，但是液泡中的色素不能用于光合作用。(3)叶绿体不是细胞进行光合作用的唯一场所，如蓝细菌细胞没有叶绿体，它进行光合作用的场所是光合片层。
1.叶绿体中色素的吸收光谱
2.叶绿体的结构(1)叶绿体的分布主要分布在绿色植物的叶肉细胞中，而并非遍布所有植物细胞。(2)叶绿体的形态光学显微镜下观察，一般呈扁平的椭球形或球形。
(3)叶绿体的结构根据电子显微镜下观察到的叶绿体结构绘制的结构模式图如下。
3．关于叶绿体功能的实验验证(1)实验过程及现象：(2)实验结论：①叶绿体是进行光合作用的场所。②O2是由叶绿体进行光合作用所释放的。
1．(合格考)下列有关叶绿体的叙述中，正确的是(　　)A．叶绿体的色素分布在类囊体薄膜上B. 叶绿体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中D. 光合作用的酶只分布在外膜、内膜和基粒上
解析：叶绿体由内外双层膜、类囊体和基质三部分构成。类囊体是一种扁平的囊状结构，在类囊体薄膜上，有进行光合作用所必需的色素和酶。许多类囊体堆叠成基粒，基粒之间充满着基质，其中含有与光合作用有关的酶。
2．(合格考)为证实叶绿体有放氧功能，可利用含有水绵与好氧细菌的临时装片进行实验，装片需要给予一定的条件，这些条件是(　　)A.光照、有空气、临时装片中无NaHCO3稀溶液B.光照、无空气、临时装片中有NaHCO3稀溶液C.黑暗、有空气、临时装片中无NaHCO3稀溶液D.黑暗、无空气、临时装片中有NaHCO3稀溶液
解析：本题主要考查了叶绿体功能验证的相关实验设置，具体分析如图：
3．(合格考)某同学从杨树叶片中提取并分离得到4种色素样品，经测定得到下列吸收光谱图，其中属于叶绿素b的是(　　)
解析：植物叶绿体中的色素分为叶绿素和类胡萝卜素，其中叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，类胡萝卜素主要吸收蓝紫光，400 nm～500 nm为蓝紫光区，600 nm～700 nm为红光区，叶绿素b是叶绿素的一种，A正确。
4．(等级考)某科学家设计了一个实验来研究光合作用的光谱。他将棱镜产生的光谱投射到丝状的水绵体上，并在水绵的悬液中放入好氧细菌，观察细菌的聚集情况(如图)，他得出光合作用在红光区和蓝光区最强。
这个实验的思路是(　　)A.细菌对不同的光反应不一，细菌聚集多的地方，水绵光合作用强B.好氧细菌聚集多的地方，O2浓度高，水绵光合作用强，则在该种光照射下植物光合作用强C.好氧细菌聚集多的地方，水绵光合作用产生的有机物多，则在该种光照射下植物光合作用强D.聚集的好氧细菌大量消耗光合作用产物——O2，使水绵的光合作用速度加快，则该种光有利于光合作用
解析：普通白光经棱镜折射后，分散成不同色彩的光，在图b中由右到左，光谱是按照红橙黄绿青蓝紫分布，好氧细菌的特性是分布在氧气浓度较高的环境中，图a中好氧细菌分布多的地方，氧气浓度高，氧气来自光合作用中的光反应，因此好氧细菌的分布可体现出光合作用强度的不同。
强化落实·学业达标——归纳·提升·素养网络建构
主干落实 1.无水乙醇能提取绿叶中的色素，层析液可分离色素。 2．用无水乙醇提取色素的原理是色素能溶解在无水乙醇中。 3．不同色素在层析液中的溶解度不同，溶解度高的随层析液在滤纸条上扩散得快，反之则慢。 4．二氧化硅有助于研磨充分，碳酸钙可防止研磨中色素被破坏。 5．层析后滤纸条上自上而下依次是胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a和叶绿素b。 6．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。 7．色素分布于叶绿体类囊体薄膜上，而与光合作用有关的酶则分布于类囊体膜和叶绿体基质中。
高效课堂·实践运用——巩固·达标·反馈1.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(　　)
解析：由于四种色素在层析液中溶解度不同，造成其扩散速度也不同。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，而叶绿素的溶解度小，所以叶绿素a和叶绿素b分别扩散在第三和第四条色素带之上。
2．叶绿体色素的纸层析结果显示，叶绿素b位于层析滤纸的最下端，其原因是(　　)A．相对分子质量最小 B．相对分子质量最大C．在层析液中的溶解度最小 D．在层析液中的溶解度最大
解析：色素分离的原理是根据不同色素在层析液中溶解度不同，溶解度大的随层析液扩散得快，溶解度小的随层析液扩散得慢，层析时随层析液在滤纸上的扩散而分离开。
3．把色素提取液放在自然光源和三棱镜之间，从镜的另一侧观察连续光谱中变暗的主要区域是(　　)A．蓝紫光和红光区域 B．蓝紫光和黄光区域C．绿光和红光 D．黄光和绿光区
解析：叶绿体中的色素主要吸收蓝紫光和红光。
4．如图为叶绿体结构的示意图，下列叙述不正确的是(　　)A．①具有选择透过性B．吸收光能的色素分布在②上C．与光合作用有关的酶只分布在③中D．叶绿体具有双层膜
解析：叶绿体由双层膜构成，它们具有选择透过性，A、D正确；吸收光能的色素分布在类囊体薄膜上，即②上，B正确；与光合作用有关的酶分布在类囊体膜上和叶绿体基质中，C错误。
5．植物光合作用的作用光谱是通过测量光合作用对不同波长光的反应(如O2的释放)来绘制的。下列叙述错误的是 (　　)A．类胡萝卜素在红光区吸收的光能可用于光合作用B.叶绿素的吸收光谱可通过测量其对不同波长光的吸收值来绘制C．光合作用的作用光谱也可用CO2的吸收速率随光波长的变化来表示D．叶片在640～660 nm波长光下释放O2是由叶绿素参与光合作用引起的
解析：类胡萝卜素只吸收蓝紫光，不吸收红光，A错误；叶绿素主要吸收蓝紫光和红光，吸收光谱可通过测量其对不同波长光的吸收值来绘制，B正确；光合作用需要吸收CO2，故可用CO2的吸收速率随光波长的变化来表示光合作用的作用光谱，C正确；叶绿素主要吸收蓝紫光和红光，类胡萝卜素只吸收蓝紫光，640～660 nm波长为红光，是由叶绿素参与光合作用引起的，D正确。
6．为研究城市环境污染和某植物生命活动的关系，研究者测定了不同污染程度下该植物叶片光合色素的含量，获得的数据处理成下面的柱状图。请分析回答下列问题：
(1)提取叶片中光合色素时常使用________________(试剂)来获取色素，为使__________，还可加入少许二氧化硅。(2)纸层析法是分离叶片光合色素的简便方法。若研究者用该方法能否获得上述实验数据？为什么？_______________________________________________________________________________________。(3)据图可知，污染程度的加剧使____________________(色素类型)的含量减少。
否。利用纸层析法只能在滤纸上观察到分离的色素带，不能定量分析色素
叶绿素(叶绿素a和叶绿素b)
疑难解答·名师指津——释疑·解惑·教材问题探讨1．提示：可根据植物生长发育的不同阶段调节人工光源的颜色及强度，以利于提高产量。2．提示：因为二氧化碳是光合作用的原料，营养液成分会影响叶绿体的形成，温度会影响酶活性，因此二氧化碳浓度、营养液成分、温度等都会影响光合作用。