高中生物人教版 (新课标)必修1《分子与细胞》第五章 细胞的能量供应和利用第2节 细胞的能量“通货”──ATP学案

5.4 能量之源-光与光合作用（1）导学案

【学习目标】

1．通过动手实验，理解绿叶中色素提取的原理，掌握色素的种类和作用。(重点)

2．结合教材99页图5—11，概述叶绿体的结构和功能。

【自主预习】

植物的光合作用离不开光能，光能的捕获离不开色素。结合“绿叶中色素的提取和分离”实验探究色素的种类和作用。

1．实验：“绿叶中色素的提取和分离”

(1)实验原理

①绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂无水乙醇中，可以用无水乙醇提取绿叶中的色素。

②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上扩散得快，反之则慢。因而，色素会随着层析液在滤纸上的扩散而分离开。

(2)实验步骤分析

①提取色素时，加入研钵内的物质：A二氧化硅少许，作用是使研磨得充分；B碳酸钙少许，作用是防止研磨中色素被破坏；C无水乙醇10 mL，作用是溶解色素。

②过滤时，要将糨糊状的研磨液倒入漏斗中，漏斗基部放一块单层尼龙布。

③制备滤纸条时，将滤纸条的一端剪去两角的作用是防止色素带不整齐。画滤液细线的要求是细、齐、直，还要重复画几次。

④色素分离时，加盖的目的是防止层析液挥发；关键应注意层析液不要没及滤液细线，否则滤液细线会被层析液溶解，不能分离。

(3)实验结果

2．色素的性质

(1)从图中可以读出：叶绿素对红光和蓝紫光的吸收量大；类胡萝卜素对蓝紫光的吸收量大，对绿光吸收量较少，所以叶片呈现绿色。

(2)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？

答案：红光、蓝紫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。

光合色素是分布在叶绿体中的，请结合下面材料探究叶绿体的结构和功能。

1．叶绿体的结构

(1)[1]外膜使其内部结构与细胞质基质分开，保证了叶绿体相对独立地进行代谢活动。

(2)由[3]类囊体堆叠而成[4]基粒，增大了膜面积，增加了反应面积。

(3)[5]叶绿体基质以及[3]类囊体的薄膜上含有与光合作用有关的酶。

(4)[3]类囊体的薄膜上分布着能够吸收、传递和转化光能的色素。

(5)[5]叶绿体基质中还含有少量的DNA和RNA。

2．叶绿体的功能

如图是恩格尔曼的实验示意图。据图思考：

(1)恩格尔曼的实验中好氧细菌只向叶绿体被光束照射到的部位集中，说明光合作用放氧的部位是叶绿体。

(2)在叶绿体的类囊体和基质中，含有多种进行光合作用的酶，说明光合作用的有关生化反应在叶绿体中进行。

(3)叶绿体的功能：进行光合作用的场所。

【互动探究】

(1)叶绿体中的色素既能溶于有机溶剂又能溶解于水中。(　　)

(2)可选用绿色植物任何部位的叶片进行色素的提取与分离。(　　)

(3)向研钵中加入少量的CaCO3和少量的SiO2作用是相同的。(　　)

(4)过滤色素溶液时，漏斗基部应放置多层滤纸。(　　)

(5)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。(　　)

答案：(1)×　(2)×　(3)×　(4)×　(5)√

【课堂练习】

1．在做“绿叶中色素的提取和分离”实验时，研磨绿叶不需要加入(　　)

A．乙醇　　　 B．层析液

C．二氧化硅 D．碳酸钙

答案：B

2．关于“绿叶中色素的提取和分离”实验的叙述，不正确的是(　　)

A．可以用无水乙醇提取叶绿体中的色素

B．叶绿体中色素能够分离的原因是不同色素在层析液中的溶解度不同

C．研钵中加入二氧化硅、碳酸钙和绿叶后直接用杵棒进行研磨，不用作任何处理

D．滤液细线要画得细而直，避免色素带间的部分重叠

答案：C

3．叶绿体中不含有的成分是(　　)

A．DNA和RNA B．与光合作用有关的酶

C．色素 D．与呼吸作用有关的酶

答案：D

4．在进行“绿叶中色素提取和分离”的实验时，不让层析液没及滤液细线的原因是(　　)

A．滤纸上几种色素会扩散不均匀而影响实验结果

B．滤纸上的滤液细线会变粗而使色素太分散

C．色素会溶解在层析液中而使实验失败

D．滤纸上的几种色素会混合起来不分散

答案：C

5．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(　　)

答案：A

6．下面是“绿叶中色素的提取和分离”实验的部分材料和用具。据图回答：

(1)图中步骤①加入研钵内的物质为：A________10 mL，作用是________；B________少许，作用是使研磨充分；C________少许，作用是____________。

(2)图中步骤②将研磨液倒入漏斗中，漏斗基部放有__________。

(3)图中步骤③剪去两角的作用是_______，画滤液细线的要求是____________。

(4)图中步骤④中加盖的目的是__________；色素带最宽的是__________，扩散速度最快的是________。

(5)秋天，北方树叶大都由绿变黄，其原因是占四种色素总量3/4的________和________分解，从而显示出________和________的颜色。

答案：(1)无水乙醇　溶解色素　二氧化硅　碳酸钙　防止色素被破坏　(2)单层尼龙布　(3)防止色素带扩散不整齐　细、齐、直　(4)防止层析液挥发　叶绿素a　胡萝卜素　(5)叶绿素a　叶绿素b　胡萝卜素　叶黄素