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- 2023-03-16 15:40:02 发布
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第 4 节 光合作用与能量转化
第 1 课时 捕获光能的色素和结构
课标内容要求 核心素养对接
1.说明植物细胞的叶绿体从
太阳光中捕获能量。
2．实验：提取和分离叶绿体
色素。
1.生命观念——结构与功能观：叶绿体的结构尤
其是基粒大大扩展了膜面积，与光合作用的功能
相适应。
2．科学探究——实验思路及设计：科学设计提取
和分离色素的实验步骤，注意每个操作步骤的规
范性。
一、捕获光能的色素
1．绿叶中色素的提取和分离
(1)色素的提取
①原理
绿叶中的色素能溶解在有机溶剂——无水乙醇中。
②实验用品及作用[连线]
试剂用品 作用
ⅰ.无水乙醇 a．过滤
ⅱ.SiO2 b．溶解色素、提取色素
ⅲ.CaCO3 c．有助于研磨充分
ⅳ.单层尼龙布 d．防止研磨时色素被破坏
提示：ⅰ－b ⅱ－c ⅲ－d ⅳ－a
③实验步骤
取材：称取 5 g 绿叶，剪去主叶脉，剪碎，放入研钵中
↓
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：用小试管收集色素滤液，及时将试管口用棉塞塞紧
(2)色素的分离
①实验原理：绿叶中的色素能溶解在层析液中，但不同的色素的溶解度不同，
溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得快；反之则慢。这样，绿叶中色素就会随着
层析液在滤纸上的扩散而分开。
②实验步骤
制备
滤纸条{
剪滤纸条：将滤纸剪成略小于试管长与直径
↓ 的滤纸条，并在一端剪去两角
铅笔画线：在距去角的一端1 cm处用铅笔画
一条细的横线
↓
画滤
液细线{
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，再重画一到两次
↓
分离绿叶中的色素：将适量的层析液倒入试管中，将滤纸条
(有滤液细线的一端朝下)轻轻插入层析液中，随后用棉塞塞紧试管口
注意：不能让滤纸条上的滤液细线触及层析液
↓
观察结果：滤纸条上有四条色素带
2．色素的种类、含量、颜色及吸收光谱
叶绿素(约占 3/4) 类胡萝卜素(约占 1/4)
种类
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 主要吸收红光和蓝紫光 主要吸收蓝紫光
二、叶绿体的结构适于进行光合作用
1．叶绿体的形态：一般呈扁平的椭球形或球形。
2．叶绿体亚显微结构模式图
(1)结构{
外表：①双层膜
内部{
②基质：含有与暗反应有关的酶
③基粒：由类囊体堆叠而成，分布有
色素和与光反应有关的酶
↓决定
(2)功能：进行光合作用的场所
↑证明
(3)恩格尔曼的实验：需氧细菌只分布在叶绿体有光束照射的部位。
3．叶绿体捕获光能、进行光合作用的物质基础
(1)叶绿体内部巨大的膜表面上，分布着许多吸收光能的色素分子。
(2)在类囊体膜上和叶绿体基质中，还有许多进行光合作用所必需的酶。
判断对错(正确的打“√”，错误的打“×”)
1．绿叶中色素分离的原理是色素能溶解在有机溶剂无水乙醇中。 ( )
2．提取色素时加碳酸钙的目的是使研磨更充分。 ( )
3．吸收光能的有关色素分布在叶绿体的内膜上。 ( )
4．植物呈现绿色是由于叶绿素能有效地吸收绿光。 ( )
5．叶绿素 a 和叶绿素 b 主要吸收红光和蓝紫光。 ( )
提示：1.× 绿叶中色素分离的原理是色素在层析液中的溶解度不同。
2．× 加碳酸钙的目的是防止色素被破坏。
3．× 吸收光能的色素分布在类囊体膜上。
4．× 叶绿素不吸收绿光。
5．√
绿叶中色素的提取和分离
1．实验操作中的关键步骤
(1)研磨要迅速、充分：研磨充分使叶绿体完全破裂，可提取较多的色素。
(2)滤液细线要求：细、直、齐，含有较多的色素，所以应待滤液干后再画一
到两次。
(3)滤液细线不能触及层析液，否则色素会溶解到层析液中，使滤纸条上得不
到色素带。
2．滤纸条上色素的分布和对光的吸收
3．绿叶中色素的提取和分离实验的异常现象分析
(1)收集到的滤液中绿色过浅的原因分析
①未加二氧化硅(石英砂)，研磨不充分。
②使用放置数天的菠菜叶，滤液色素(叶绿素)太少。
③一次加入大量的无水乙醇，提取浓度太低。
④未加碳酸钙或加入过少，色素分子被破坏。
(2)滤纸条...
第 1 课时 捕获光能的色素和结构
课标内容要求 核心素养对接
1.说明植物细胞的叶绿体从
太阳光中捕获能量。
2．实验：提取和分离叶绿体
色素。
1.生命观念——结构与功能观：叶绿体的结构尤
其是基粒大大扩展了膜面积，与光合作用的功能
相适应。
2．科学探究——实验思路及设计：科学设计提取
和分离色素的实验步骤，注意每个操作步骤的规
范性。
一、捕获光能的色素
1．绿叶中色素的提取和分离
(1)色素的提取
①原理
绿叶中的色素能溶解在有机溶剂——无水乙醇中。
②实验用品及作用[连线]
试剂用品 作用
ⅰ.无水乙醇 a．过滤
ⅱ.SiO2 b．溶解色素、提取色素
ⅲ.CaCO3 c．有助于研磨充分
ⅳ.单层尼龙布 d．防止研磨时色素被破坏
提示：ⅰ－b ⅱ－c ⅲ－d ⅳ－a
③实验步骤
取材：称取 5 g 绿叶，剪去主叶脉，剪碎，放入研钵中
↓
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：用小试管收集色素滤液，及时将试管口用棉塞塞紧
(2)色素的分离
①实验原理：绿叶中的色素能溶解在层析液中，但不同的色素的溶解度不同，
溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得快；反之则慢。这样，绿叶中色素就会随着
层析液在滤纸上的扩散而分开。
②实验步骤
制备
滤纸条{
剪滤纸条：将滤纸剪成略小于试管长与直径
↓ 的滤纸条，并在一端剪去两角
铅笔画线：在距去角的一端1 cm处用铅笔画
一条细的横线
↓
画滤
液细线{
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，再重画一到两次
↓
分离绿叶中的色素：将适量的层析液倒入试管中，将滤纸条
(有滤液细线的一端朝下)轻轻插入层析液中，随后用棉塞塞紧试管口
注意：不能让滤纸条上的滤液细线触及层析液
↓
观察结果：滤纸条上有四条色素带
2．色素的种类、含量、颜色及吸收光谱
叶绿素(约占 3/4) 类胡萝卜素(约占 1/4)
种类
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 主要吸收红光和蓝紫光 主要吸收蓝紫光
二、叶绿体的结构适于进行光合作用
1．叶绿体的形态：一般呈扁平的椭球形或球形。
2．叶绿体亚显微结构模式图
(1)结构{
外表：①双层膜
内部{
②基质：含有与暗反应有关的酶
③基粒：由类囊体堆叠而成，分布有
色素和与光反应有关的酶
↓决定
(2)功能：进行光合作用的场所
↑证明
(3)恩格尔曼的实验：需氧细菌只分布在叶绿体有光束照射的部位。
3．叶绿体捕获光能、进行光合作用的物质基础
(1)叶绿体内部巨大的膜表面上，分布着许多吸收光能的色素分子。
(2)在类囊体膜上和叶绿体基质中，还有许多进行光合作用所必需的酶。
判断对错(正确的打“√”，错误的打“×”)
1．绿叶中色素分离的原理是色素能溶解在有机溶剂无水乙醇中。 ( )
2．提取色素时加碳酸钙的目的是使研磨更充分。 ( )
3．吸收光能的有关色素分布在叶绿体的内膜上。 ( )
4．植物呈现绿色是由于叶绿素能有效地吸收绿光。 ( )
5．叶绿素 a 和叶绿素 b 主要吸收红光和蓝紫光。 ( )
提示：1.× 绿叶中色素分离的原理是色素在层析液中的溶解度不同。
2．× 加碳酸钙的目的是防止色素被破坏。
3．× 吸收光能的色素分布在类囊体膜上。
4．× 叶绿素不吸收绿光。
5．√
绿叶中色素的提取和分离
1．实验操作中的关键步骤
(1)研磨要迅速、充分：研磨充分使叶绿体完全破裂，可提取较多的色素。
(2)滤液细线要求：细、直、齐，含有较多的色素，所以应待滤液干后再画一
到两次。
(3)滤液细线不能触及层析液，否则色素会溶解到层析液中，使滤纸条上得不
到色素带。
2．滤纸条上色素的分布和对光的吸收
3．绿叶中色素的提取和分离实验的异常现象分析
(1)收集到的滤液中绿色过浅的原因分析
①未加二氧化硅(石英砂)，研磨不充分。
②使用放置数天的菠菜叶，滤液色素(叶绿素)太少。
③一次加入大量的无水乙醇，提取浓度太低。
④未加碳酸钙或加入过少，色素分子被破坏。
(2)滤纸条...