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人教版 (2019)必修1《分子与细胞》一 捕获光能的色素和结构课文配套课件ppt
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这是一份人教版 (2019)必修1《分子与细胞》一 捕获光能的色素和结构课文配套课件ppt,共35页。PPT课件主要包含了无水乙醇,单层尼龙布,溶解度,层析液,滤纸条,分离绿叶中的,滤液细线,铅笔线,胡萝卜素,叶黄素等内容,欢迎下载使用。
阅读教材“探究·实践:绿叶中色素的提取和分离”相关内容,分析实验的原理、步骤及结果。 1.绿叶中色素的提取。 (1)原理:绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂 ______ 中。 (2)过程。 取材:称取5 g绿叶,剪去主叶脉,剪碎,放入研钵中
新知一 绿叶中色素的提取和分离
研磨:向研钵中放入少许 ,再加入 5~10 mL __________,迅速、充分地进行研磨
SiO2 和CaCO3
过滤:漏斗基部放一块___________,将研磨液迅速 倒入玻璃漏斗中进行过滤
收集:用小试管收集色素滤液,及时将试管口用___ ____塞严
棉 塞
2.绿叶中色素的分离。 (1)原理:各种色素在层析液中的_______不同,_______高的随层析液在滤纸上扩散得快,反之则慢。因此,色素会随着_______在_____上的扩散而分开。 (2)步骤。
画________:用毛细吸管吸取少量滤液,沿_______均匀地画出一条细线(也可将滤液倒入培养皿,再用盖玻片蘸取滤液,在横线处按压出均匀的细线)。待滤液干后,再重画一到两次。
观察与记录 (3)实验结果与结论。 ①滤纸条上出现四条色素带,说明有四种色素(如下图)。
②四种色素扩散速度由慢到快依次是___________________________________。 ③相邻色素带之间距离最宽的是__________和_______,最窄的是_______和___________。
叶绿素b、叶绿素a、叶黄素、胡萝卜素
新知二 绿叶中色素的种类、分布及吸收光谱
(2)分布:集中分布在________中。
2.色素对光谱的吸收。
(1)a为___________,主要吸收________。(2)b为________,主要吸收______________。(3)c为________,主要吸收______________。
新知三 叶绿体的结构适于进行光合作用
阅读教材相关内容,运用结构与功能相适应的观念,解释叶绿体适于进行光合作用的结构特点。 1.形态。 扁平的_____形或___形。 2.结构。 (1)完成叶绿体的结构。
(2)写出物质分布的场所。 吸收光能的四种色素分布在______,与光合作用有关的酶主要分布在________。(均填标号) (3)叶绿体是如何扩展受光面积的? 提示:叶绿体内部分布有众多的由类囊体组成的基粒。 3.功能。 (1)恩格尔曼实验。
①临时装片 (载有水绵 和需氧细菌)
②用透过三棱镜的光照射水绵临时装片
大量需氧细菌聚集在_____________区域。结论:直接证明了_______________________________。 (2)功能。 结合其他的实验证据,科学家们得出________是光合作用的场所这一结论。
叶绿体能吸收光能用于光合作用放氧
1.实验选材。 (1)实验中为什么要选择新鲜、浓绿的叶片?能不能用已经变黄的叶片作为实验材料? 提示:新鲜、浓绿的叶片中含有较多的叶绿素,能保证实验中提取到足够的色素。不能用已经变黄的叶片,因为提取到的色素的种类和数量均较少,影响实验结果。
探究一 绿叶中色素的提取和分离
(2)分析讨论实验中各种材料和试剂的作用,完成下表。
2.实验操作要领。 (1)在滤纸条一端剪去两角的目的是什么? 提示:防止层析液在滤纸条的边缘扩散过快而使形成的色素带不整齐。 (2)为什么滤液细线要重复画,且线要细、直? 提示:重复画线是为了增加色素的量,使分离出的色素带清晰。画线细、直是为了防止色素带之间出现重叠。 (3)层析时,为什么不能让滤液细线触及层析液? 提示:若滤纸条上的滤液细线触及层析液,滤纸条上的色素会溶解于层析液中,使实验失败。
3.层析分离后,有两名同学实验失败,请探讨他们失败的可能原因。 (1)甲同学在层析分离色素时操作不当,导致滤纸条上没有出现色素带。 提示:忘记画滤液细线;层析时滤液细线触及层析液。 (2)乙同学的滤纸条上出现4条不清晰的色素带。 提示:选择实验材料时,没有选择新鲜、浓绿的叶片,色素含量少;在提取色素时未充分、迅速研磨叶片,导致研磨过程中提取到的色素较少;画滤液细线时,滤液干后未重复画线。
实验中的注意事项及操作目的归纳
【例1】(2021·广东深圳)下列用新鲜菠菜进行色素提取和分离实验的叙述,正确的是( )A.研磨叶片后立即加入CaCO3可防止破坏叶绿素B.不加SiO2也可以提取出4种光合作用色素C.加入大量无水乙醇会使色素条带数目变少D.层析结果发现蓝绿色色素带高于橙黄色色素带
解析:CaCO3可防止酸破坏叶绿素,所以可在研磨前加入少许CaCO3,A项错误;即使研磨得不够充分,仍然能提取到4种光合作用色素,只是提取的色素含量减少,B项正确;进行绿叶中色素的提取时,若一次加入大量的无水乙醇,会因溶剂过多而导致收集到的滤液绿色过浅,但不改变条带的数目,C项错误;各色素随层析液在滤纸上扩散速度不同,从而分离色素,溶解度大,扩散速度快,溶解度小,扩散速度慢,滤纸条从上到下依次是胡萝卜素(橙黄色)、叶黄素(黄色)、叶绿素a(蓝绿色)、叶绿素b(黄绿色),因此蓝绿色色素带低于橙黄色色素带,D项错误。答案:B
【方法规律】“绿叶中色素的提取和分离”实验中异常实验现象原因分析 (1)滤纸条上色素带颜色较浅:①未加二氧化硅,研磨不充分;②加入无水乙醇的量过多;③实验材料中色素含量较少。 (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滤液细线触及层析液,色素溶解到层析液中。
【例2】下列关于绿叶中色素的提取和分离实验的相关说法正确的是( )A.提取色素时需使用体积分数为75%的乙醇B.滤纸条上含量最多的叶绿素a呈现黄绿色C.叶绿素在层析液中的溶解度比类胡萝卜素大D.研磨时若不加入碳酸钙,得到的色素带可能只有两条解析:绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂无水乙醇中,因此可以用无水乙醇提取色素,A项错误;叶绿素a呈现蓝绿色,B项错误;叶绿素在层析液中的溶解度比类胡萝卜素小,C项错误;碳酸钙能防止研磨中色素被破坏,因此研磨时若不加入碳酸钙,得到的色素带可能只有两条,D项正确。答案:D
1.阅读下列资料,思考相关问题。 资料1:植物工厂在人工精密控制光照、温度、湿度、二氧化碳浓度和营养液成分等条件下,生产蔬菜和其他植物。有的植物工厂完全依靠LED灯等人工光源,其中常见的是红色、蓝色和白色的光源。 资料2:蓝色光有助于植物进行光合作用,能促进绿叶的生长、蛋白质的合成、果实的形成;红色光能促进植物根、茎的生长,有助于开花、结果和延长花期,起到增加产量的作用。
探究二 绿叶中色素的种类、分布及吸收光谱
(1)靠人工光源生产蔬菜有什么好处? 提示:①可根据不同植物的需求,植物生长、发育不同阶段的需求,提供适宜波长的光。 ②可以更好地控制光照、温度、湿度等。 (2)植物工厂为什么不用绿色的光源? 提示:绿叶中的色素几乎不吸收绿光。 (3)深秋的叶片颜色变黄,此时红光和蓝紫光哪一种更有利于植物进行光合作用?为什么? 提示:蓝紫光。秋天气温降低,叶绿素被破坏,大量减少,而类胡萝卜素主要吸收蓝紫光。
2.海洋中的藻类植物,习惯上依其颜色分为绿藻、褐藻和红藻,它们在海水中的垂直分布依次是浅、中、深,这与光能的捕获有关吗? 提示:有关。不同颜色的藻类吸收不同波长的光。藻类本身的颜色是反射出来的光,即红藻反射出红光,绿藻反射出绿光,褐藻反射出黄色的光。水层对光波中的红、橙部分的吸收显著多于蓝、绿部分,即到达深水层的光线是相对富含短波长的光,所以吸收红光和蓝紫光较多的绿藻分布于海水的浅层,吸收蓝紫光和绿光较多的红藻分布于海水较深的地方。 .
影响叶绿素合成的因素 (1)光照:光是影响叶绿素合成的主要条件,一般植物在黑暗环境中不能合成叶绿素,因而叶片发黄。 (2)温度:温度可影响与叶绿素合成有关的酶的活性,进而影响叶绿素的合成。低温时,叶绿素分子易被破坏,因而叶片变黄。 (3)矿质元素:叶绿素中含N、Mg等矿质元素,若缺乏将导致叶绿素无法合成,老叶先变黄。另外,Fe是叶绿素合成过程中某些酶的辅助成分,缺Fe也将导致叶绿素合成受阻,幼叶先变黄。
【例3】下列有关光合色素的叙述,正确的是( )A.类胡萝卜素在红光区吸收的光能可用于光合作用B.蓝细菌能进行光合作用是因为其叶绿体中含有藻蓝素和 叶绿素C.红外光和紫外光通常可被光合色素吸收用于光合作用D.黑暗环境中生长的植物叶片呈黄色是由叶绿素合成受阻 引起的答案:D
【情境迁移】 红叶谷生态文化旅游区,每至深秋季节,多种树叶变红,形成一道亮丽的风景线。 (1)试从叶片中色素的种类和含量角度分析,秋天树叶变红的原因。 提示:秋天天气转凉,气温降低,叶片中叶绿素含量下降,液泡中花青素的颜色逐渐凸显出来,秋季花青素接近红色。 (2)能否用纸层析法提取液泡中的色素?为什么? 提示:不能。液泡中主要是花青素,花青素易溶于水,在有机溶剂中溶解度低,提取液中几乎不含花青素。
【例4】下图表示叶绿体中色素的吸收光谱(颜色深、浅分别表示吸收量多、少),甲、乙两图分别是( )
A.胡萝卜素、叶绿素的吸收光谱B.叶绿素、胡萝卜素的吸收光谱C.叶黄素、叶绿素的吸收光谱D.叶黄素、胡萝卜素的吸收光谱答案:B
分析恩格尔曼实验,探讨下列问题。 (1)恩格尔曼在选材、实验设计上有什么巧妙之处? 提示:①实验材料选择水绵和需氧细菌,水绵的叶绿体呈螺旋式带状,便于观察,用需氧细菌可确定释放氧气多的部位; ②没有空气的黑暗环境排除了氧气和光的干扰; ③用极细的光束照射,叶绿体上可分为光照多和光照少的部位,相当于一组对比实验; ④临时装片暴露在光下的实验再一次验证实验结果等。
探究三 叶绿体的结构适于进行光合作用
(2)恩格尔曼的第二个实验中,大量需氧细菌聚集在红光和蓝紫光区域,为什么? 提示:因为叶绿体内的色素主要吸收红光和蓝紫光,用于光合作用,释放氧气。 (3)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玻片上的水绵,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。
生命观念——结构与功能观叶绿体是光合作用的场所,与其功能相适应,叶绿体的结构特点有:(1)叶绿体内部分布有众多的由类囊体组成的基粒,极大地扩展了受光面积;(2)在叶绿体内部巨大的膜面积上,分布着许多吸收光能的色素分子;(3)在类囊体薄膜上和叶绿体基质中,还有许多进行光合作用所必需的酶。
【例5】下图为叶绿体结构示意图,下列叙述错误的是 ( )
A.1具有选择透过性B.叶绿体具有双层膜C.吸收光能的色素分布在2上D.与光合作用有关的酶只分布在3中答案:D
【例6】将竖直放置的水绵和某种需氧细菌的混合溶液放在暗处,白光透过三棱镜照在混合液处,一段时间后,需氧细菌的分布情况最可能是( )
A.随机、均匀分布在混合液中B.集中分布在上下两侧C.集中分布在中央位置D.集中分布在溶液的下层解析:由于叶绿素主要吸收红光和蓝紫光,因此竖直放置的水绵在上侧红光处及下侧的蓝紫光处光合作用较强,产生的氧气较多,因此需氧细菌在这两处集中分布。答案:B
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