捕获光能的色素和结构
1.3.6 捕获光能的色素和结构及光合作用的原理
①缺Mg导致叶绿素合成减少，吸收光能减少，光合作用降低。 ②研究证实，叶片氮含量与叶绿素含量之间呈正相关。因此，当 叶绿素含量低下时，要对植株进行适量施氮肥，这样可以提高叶 绿素的含量，从而促进植物的生长、发育。
干旱可促进植物体内脱落酸（ABA）的合成，脱落酸促
（4）水 进叶绿素的降解, 降低叶片的光合速率。
III.材料用具
• 依据操作步骤分析需要用到的材料用具
流动相 （层析液）
跟我亲就跟 着我跑
提示： 纸层析时层析液必须与水互不相 容，因此酒精不适合用作层析液。
——橙黄色(胡萝卜素) ——黄色[叶黄素(类)]
提示： 1、胡萝卜素、叶黄素、叶绿素 a和叶绿素b在纸层析上的排序 反映了不同色素非极性的强弱。 2、胡萝卜素微溶于乙醇，故理 论上滤纸条上色素的含量不能 反映绿叶中色素的含量。
用毛细吸管吸取少量滤液，沿铅笔线画一条细线（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）。
固定相 （水）
跟我亲就给 我留下
II.操作步骤
– 提取绿叶中的色素（操作及注意事项）
• 绿叶→研磨(CaCO3+SiO2＋C2H5OH)→过滤
– 分离滤液中的色素（操作及注意事项）
• 制备滤纸条→画滤液细线→纸层析
上海世博会叶子概念车
光合作用汽车的动力原理？
车顶的大叶子是一部奇妙的光电转 化器，能把太阳能转化为电能。此 外，“叶子”还能够实现风电转换 ，进行二氧化碳吸附和转换。
1.捕获光能的色素在哪里？有哪些？ 2.叶绿体的结构有哪些适于进行光合作用？ 3.光能被色素吸收后，起了什么作用？ 4.人类是怎样认识到光合作用原理的？ 5.什么是光反应？什么是暗反应？ 6.结构稳定的水分子，为什么能够分解产生 氧气？ 7.H2O分解产生的H+去了哪里？ 8.光合作用受哪些因素的影响？ 9.靠人工光源生产蔬菜有什么好处？ 10.什么是化能合成作用？
捕获光能的色素和结构
叶绿素a 蓝绿色
叶绿素
占3/4 叶绿素b 黄绿色
吸收蓝紫光 和红光
类胡 胡萝卜素 橙黄色 萝卜素 叶黄素 黄 色
吸收蓝紫光
与光合作用有关的这些色素都存在于叶绿体 中类囊体的薄膜上
6
绿叶中的色素
胡萝卜素
类胡萝卜素
（占总量1/4）
叶黄素
叶绿素a 叶绿素b
叶绿素
（占总量3/4）
知识小结
种类 色素的颜色 含量
意：不能让滤液细线接触层析液
4
实验成功的关键
• 1、叶片要新鲜，颜色要深，含有较 多的色素。
• 2、研磨要迅速、充分，叶绿素不稳 定易被分解。
• 3、滤液细线不仅要细、直、齐，而 且要求含有较多的色素。
• 4、滤液细线不能触及层析液，否则
色素溶解到层析液，滤纸条上得不到
色素带。
5
一、捕获光能的色素
资料分析
• 地球表面上的绿色植物每年大约 制造了4400亿吨有机物
• 地球上的绿色植物每年储存的能 量约7.11x1018KJ, 这个数字相当于240000个三峡水 电站每年所发的电力.
白化玉米 1
实验：提取和分离叶绿体中的色素
实验原理： 1.提取：叶绿体中的色素都能溶解于有机溶剂
中，如无水乙醇、丙酮等。所以可以用无水 乙醇提取叶绿体中的色素。
13
反馈练习
2、阳光经过三棱镜分光照在丝状绿藻 上，在哪些光谱范围内聚集着最多的
好氧细菌？（A）
A、红光和蓝紫光 B、黄光和蓝紫光 C、红光和绿光 D、蓝紫光和绿光
14
3
2.制备滤纸条：将干燥的定性滤纸剪成滤纸条， 将滤纸条的一端剪去一个角，并在距这端1cm处
用铅笔画一条细的横线。
教学设计19：5.4.1 捕获光能的色素和结构
捕获光能的色素和结构一、教学目标1．知识目标：（1）说出叶绿体中色素的种类和作用。
（2）说出叶绿体的结构和功能。
2．能力目标：（1）通过“叶绿体中色素的提取和分离”实验，学会提取、分离叶绿体中色素的方法。
（2）自主与合作学习：利用各种媒体调查和收集资料，学会鉴别、选择、运用和分享信息。
3．情感、态度和价值观目标：（1）通过对“叶绿体中色素的提取和分离”实验的操作，培养学生勇于实践的科学精神和科学态度。
（2）通过了解光合作用原理在农业生产上的应用，使学生认识生物科学的价值，从而乐于学习生物科学，，分析叶绿体结构与功能的联系，形成结构与功能相统一的观点。
二、教学重点难点重点：叶绿体中色素的种类和作用。
难点：对实验原理的理解：色素的提取分离过程。
三、教学方法1．实验法：绿叶中色素的提取与分离学生进行分组实验。
2．学案导学：见后面的学案。
3．新授课教学基本环节：预习检查、总结疑惑→情境导入、展示目标→合作探究、精讲点拨→反思总结、当堂检测→发导学案、布置预习。
四、课前准备1．学生的学习准备。
2．教师的教学准备：多媒体课件制作。
3．教学环境的设计和布置：两人一组，实验室内教学。
课前打开实验室门窗通风，课前准备好绿叶、滤纸条、纱布等材料用具，配制好层析液。
五、课时安排1课时六、教学过程（一）预习检查、总结疑惑。
检查落实了学生的预习情况并了解了学生的疑惑，使教学具有了针对性。
（二）情景导入、展示目标。
教师首先提问：（1）我们经常听到这样一句话：万物生长靠太阳。
为什么这么说呢？对绝大多数生物来说，活细胞所需能量的最终来源是什么？太阳能又是通过什么途径进入植物体内的呢？今天我们就一起来学习《光合作用》。
（2）又依靠什么进行光合作用呢？（叶绿体）教师引导学生学习本节课的学习目标。
多媒体展示学习目标，强调重难点。
然后展示探究的第一个问题，绿叶中有哪些色素呢？设计意图：步步导入，吸引学生的注意力，明确学习目标。
（三）合作探究、精讲点拨。
(完整版)捕获光能的色素和结构—教案.doc
捕获光能的色素和结构教案教学目标【知识目标】（1）说出绿叶中色素的种类和作用。
（2）说出叶绿体的结构和功能。
【能力目标】（1）学会提取、分离绿叶色素的方法（2）通过探究实验，培养学生设计实验的能力、分析和解决问题的能力以及培养语言表达能力。
【情感目标】（1）通过对叶绿体结构的学习，帮助学生树立结构和功能相统一的生物学观点教学重点（1）绿叶中色素的种类和作用。
（2）叶绿体的结构和功能。
教学难点：提取、分离绿叶色素实验操作、叶绿体结构与功能的统一性。
教学策略或方法整节内容安排 3 课时，拟将“捕获光能的色素和结构”安排一课时；“光合作用的探究历程和光合作用的过程”安排一课时；“光合作用原理的应用和化能合成作用”安排一课时，第一课时“捕获光能的色素和结构”具体设计的策略如下：教学内容导入新课光合色素的种类光合色素的作用叶绿体的功能基本策略利用白化苗的图片创设问题情境，引入本节第一部分。
引导学生完成绿叶中色素的提取和分离的实验，得出结论。
利用屏幕显示 4 种色素分别放在阳光和三棱镜之间得到的张光谱图，并结合教材上的图5-10 ，得出结论。
介绍恩格尔曼的实验，得出实验结论并分析实验方法的巧妙4处。
叶绿体的结构通过观察叶绿体的立体结构示意图，认识叶绿体的基本结构以及与其功能相适应的结构特点。
知识小结习题巩固教学用具：多媒体演示课件、实验准备材料教学进程：教学教师行为学生活动程序同学们请看这样一幅画，一只蚱蜢，一观察图片，思考片绿叶，还有和煦的阳光，旁边还附了回答。
一首小诗：学生回答：动植新叶伸向和煦的阳光，物的生命活动导蚱蜢觊觎绿叶的芬芳。
都离不开能量，它们为生存而获取能量，而能量的最终入能量在细胞里流转激荡！来源是太阳光新从这幅和谐的画面和小诗中，我们能，光能通过绿课可以知道，动植物的生物活动都离不开色植物的光合什么？那能量的最终来源又是什么？光作用转化成生能通过什么途径转化成生物体可以利用物体可以利用的能量？的能量。
生物人教版高中必修一(2019年新编)5-4-1 捕获光能的色素和结构(教案)
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一、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 ①无水乙醇a ．过滤②SiO2 b ．溶解色素、提取色素 ③CaCO3 c ．有助于研磨充分 ④单层尼龙布d ．防止研磨时色素被破坏【提示】 ①－b ①－c ①－d ①－a(3)实验步骤取材：称取5 g 绿叶，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离开。
(2)实验步骤①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 ↓知识清单②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，再画一两次③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)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 ↓④观察结果：滤纸条上有四条色素带 3．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：扁平的椭球形或球形。
2．叶绿体的结构模式图(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(2)功能：进行光合作用的场所。
高三生物一轮复习课件第13讲捕获光能的色素和结构及光合作用的原理
一 捕获光能的色素和结构
3.生产上，用何种颜色的玻璃、塑料薄膜做温室大棚的顶棚产量高？ 阴天时，在功率相同的情况下，应该选择什么颜色的照明灯为蔬菜补 充光源？
无色(透明)，因日光中各种颜色 的光均能通过，作物光合效率高。
补红光和蓝紫光
一 捕获光能的色素和结构
4.叶绿体的结构适于进行光合作用 (1)叶绿体的结构模式图
光反应：光合作用第一个阶段的化学反应，必须有光才能进行。 （类囊体薄膜）
暗反应：光合作用第二个阶段中的化学反应，有没有光都能进行。 （叶绿体基质）
二 光合作用的原理
每个阶段反应的条件、场所、物质变化、能量变化如何？
5.光反应阶段和暗反应阶段的比较
光反应阶段
暗反应阶段
进行部位
叶绿体类囊体薄膜上
叶绿体基质中
二 光合作用的原理
(2)“模型法”表示C3和C5的含量变化
起始值C3高于C5(约为其2倍)
二 光合作用的原理 7.化能合成作用（教材106）
自然界中的某些细菌，能够利用环境中的某些无机物氧化分 解时所释放的能量来制造有机物，这种合成作用称化能合成作用。
2NH3 + 3O2
硝化 细菌
2HNO2 +
恩格尔曼的第一个实验
2.为何要在没有空气的黑暗环境中进行？
没有空气的黑暗环境排除了氧气和光的干扰。
结论：氧气是叶绿体释放出来的，叶绿体是水绵进行光合作用的场所。
一 捕获光能的色素和结构
好氧细恩菌光格尔曼进一步实验
三棱镜
水绵
好氧细菌
6.在第二个实验中，大量的需氧细菌聚集在红光和蓝紫光区域，为什么？
这是因为水绵叶绿体上的光合色素主要吸收红光和蓝紫光，在此波 长光的照射下，叶绿体会释放氧气，适于需氧细菌在此区域分布。
高三生物一轮复习课件捕获光能的色素和结构(3)
色素带的宽度代表：色素的含量 扩散快慢代表：溶解度的高低
最宽的？最窄的？色素带的宽度代表什么？ 扩散的最快的？扩散的最慢的？扩散快慢代表？
实验中的注意事项和操作目的归纳：
过程
注意事项
操作目的
1 选鲜嫩、深绿色的叶片 使滤液中色素含量高
1 绿叶中色素的提取和分离
1.实验原理：
或丙酮(有毒，注意采取措施）
色素提取原理：绿叶中的色素能够溶解在 有机溶剂(如无水乙醇）中。
无水乙醇 SiO2
CaCO3
尼龙布
色素分离原理：不同色素在层析液 中溶解度不同，溶解度 高 的随层析 液在滤纸条上扩散得快，反之则慢。
分离方法 —— 纸层析法
1 绿叶中色素的提取和分离
A.图中②和③主要分布在叶绿体的内膜上 B.利用纸层析法分离色素时，③应位于滤
纸条的最下端 C.植物叶片呈现绿色是由于②③主要吸收
D 类胡萝卜素
叶绿素b
叶绿素a
绿光
D.弱光下②的相对含量增高有利于植物对弱光的利用
真题再现
1.(2021·辽宁，2)植物工厂是通过光调控和通风控温等措施进行精细管
理的高效农业生产系统，常采用无土栽培技术。下列有关叙述错误的是
讨论：
黑 暗
极 细
2.恩格尔曼在选材、实验设计上有什么巧妙之处？ 无
光
①水绵——叶绿体呈螺旋式带状，便于观察
氧
束
②需氧细菌——可确定释放氧气多的部位；
①排除干扰的方法巧妙:
没有空气的黑暗环境——排除了氧气和光的干扰；
②实验对照设计巧妙： 用极细的光束照射——叶绿体上有光照多和光照少的部位，
高考生物专题复习-专题六光合作用-考点一捕获光能的色素和结构-高考真题练习(附答案)
专题六光合作用考点一捕获光能的色素和结构1.(2022浙江1月选考,2,2分)以黑藻为材料进行“观察叶绿体”活动。
下列叙述正确的是()A.基部成熟叶片是最佳观察材料B.叶绿体均匀分布于叶肉细胞中心C.叶绿体形态呈扁平的椭球形或球形D.不同条件下叶绿体的位置不变答案C黑藻幼嫩叶片薄,适宜作为“观察叶绿体”活动的材料,A错误;黑藻叶肉细胞有中央液泡,叶绿体分布在液泡的周边,B错误;叶绿体的位置可随光照强度和方向的改变而改变,D错误。
2.(2022湖北,12,2分)某植物的2种黄叶突变体表现型相似,测定各类植株叶片的光合色素含量(单位:μg·g-1),结果如表。
下列有关叙述正确的是()植株类型叶绿素a叶绿素b类胡萝卜素叶绿素/类胡萝卜素野生型1235519419 4.19突变体151275370 1.59突变体2115203790.35A.两种突变体的出现增加了物种多样性B.突变体2比突变体1吸收红光的能力更强C.两种突变体的光合色素含量差异,是由不同基因的突变所致D.叶绿素与类胡萝卜素的比值大幅下降可导致突变体的叶片呈黄色答案D两种突变体的出现增加了遗传(基因)多样性,但仍为同一物种,A错误;叶绿素主要吸收红光和蓝紫光,而类胡萝卜素主要吸收蓝紫光,由表中两种突变体的叶绿素、类胡萝卜素的含量可判断,突变体1比突变体2吸收红光的能力更强,B错误;根据题干信息可知,两种黄叶突变体的表现型相似,表中两种突变体的光合色素含量有差异,不能确定是由不同基因的突变所致,C错误;分析表中数据可知,与野生型相比,黄叶突变体的叶绿素与类胡萝卜素的比值都大幅度下降,由此可推断,叶绿素与类胡萝卜素的比值大幅度下降可导致突变体的叶片呈黄色,D正确。
解题关键解答本题的前提条件是要明确光合色素包括叶绿素和类胡萝卜素两大类,前者主要吸收红光和蓝紫光,而后者主要吸收蓝紫光。
3.(2020江苏单科,6,2分)采用新鲜菠菜叶片开展“叶绿体色素的提取和分离”实验,下列叙述错误．．的是()A.提取叶绿体色素时可用无水乙醇作为溶剂B.研磨时加入CaO可以防止叶绿素被氧化破坏C.研磨时添加石英砂有助于色素提取D.画滤液细线时应尽量减少样液扩散答案B叶绿体色素能够溶解在有机溶剂无水乙醇中,故可以用无水乙醇提取叶绿体色素,A正确;研磨时加入应CaCO,其可以中和酸性物质,防止叶绿素被破坏,B错误;3)有助于对菠菜叶的充分研磨,易于提取色素,C正确;研磨时添加石英砂(SiO2在滤纸条上画滤液细线时,要用毛细吸管吸取少量滤液,沿铅笔线均匀地画出一条细线,吹干后,再重复画若干次,画滤液细线时要细且齐,若滤液扩散会导致细线不齐,可能出现色素带重叠现象,D正确。