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
学习目标 1.说出叶绿体的结构和功能。 2．说出色素的种类及功能。 3．进行绿叶中色素的提取和分离。 知识点一 捕获光能的色素
1．生物圈得以维持运转的基础：01太阳光能的输入、捕获和转化。唯一能够捕获和转化光能的生物学途径：02光合作用。
2．实验：绿叶中色素的提取和分离 (1)实验原理
核心素养 1.生命观念：叶绿体的基粒大大扩展了膜面积，与叶绿体功能进行光合作用相适应。 2．科学探究：学会提取和分离绿叶中色素的实验方法，交流与讨论实验结果。 □
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(2)实验步骤
①提取色素
问题思考 ②分离色素
若没有无水乙醇，还可用什么来提取色素？
提示：有机溶剂，如丙酮。
3．观察结果
滤纸条上色素带有四条，如下图所示：
结果分析：
(1)色素带的条数与色素种类有关，四条色素带说明有28四种色素。 (2)色素带的宽窄与色素含量有关，色素带越宽说明此种色素含量越多。色素带最宽的是29叶绿素a，最窄的是30胡萝卜素，叶绿素b的色素带比叶黄素的稍宽。
(3)色素带扩散速度与31溶解度有关，扩散速度越快说明32溶解度越高。 (4)相邻两条色素带之间距离最远的是33胡萝卜素和叶黄素，最近的是34叶绿素a和叶绿素b。
4．绿叶中色素的吸收光谱
(1)光谱：阳光是由不同波长的光组合而成的复合光，在穿过三棱镜时，不同波长的光会分散开，形成35不同颜色的光带，称为光谱。
(2)叶绿素a和叶绿素b主要吸收36蓝紫光和红光，胡萝卜素和叶黄素主要吸收37蓝紫光。
问题思考 问题思考
制备滤纸条；在一端剪去两角的目的？ 重复画线的目的？
提示：防止出现边缘效应，两边色素扩散的快，保证色素带整齐。 提示：增加色素含量，使现象明显。 延伸拓展 1.影响叶绿素合成的因素
(1)光照：光是叶绿素合成的必要条件，植物在黑暗中叶呈黄色。
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(2)温度：低温抑制叶绿素的合成，破坏已有的叶绿素分子，从而使叶片变黄。 (3)镁等无机盐：镁是构成叶绿素的主要成分，缺镁叶片变黄。 2．不同颜色温室大棚的光合效率
(1)无色透明大棚日光中各色光均能透过，有色大棚主要透过同色光，其他光被其吸收，所以无色透明的大棚光合效率最高。
(2)若需补光，则补蓝紫光、红光效果最好。
(3)叶绿素对绿光吸收最少，因此绿色塑料大棚光合效率最低。 问题思考
题型一 叶绿体中色素的提取和分离
[例1] 某同学利用图中甲、乙两种方法对绿叶中的色素进行分离，得到图A、B所示的结果。下列与之相关的叙述中，错误的是 ( )
叶片呈现绿色的原因。
提示：色素对绿光吸收最少，反射绿光最多，故叶片呈现绿色。
A．应向培养皿和烧杯中加入层析液 B．应将滤液滴在甲图的a处，而不是b处 C．层析液一定不能触及乙图的d线
D．A、B两图中1、2、3、4表示的色素带顺序相同
解题分析 A图中1、2、3、4表示的色素带依次是胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a、叶绿素b，B图中1、2、3、4表示的色素带依次是叶绿素b、叶绿素a、叶黄素、胡萝卜素，它们的顺序不同，D错误。
答案 D 知识拓展
实验异常现象分析
(1)滤纸条未见色素带的原因：①忘记画滤液细线；②滤液细线接触到层析液，使得色素溶解于层析液中；③用水进行绿叶中色素的提取。
?2?滤液绿色过浅的原因：①未加二氧化硅，研磨不充分；②取材不好，叶片
不够新鲜，不是浓绿色；③加入无水乙醇过多，提取浓度太低；④未加CaCO3或加入过少，色素分子被破坏。
题型二 色素对光的吸收相关知识考查
[例2] (2019·河南周口高一检测)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)，则图甲、乙分别是( )
A．胡萝卜素、叶绿素的吸收光谱 B．叶绿素、类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
解题分析 从图观察，图甲吸收光谱在蓝紫光区和红光区，应为叶绿素分子的吸收光谱；图乙吸收光谱只在蓝紫光区，应为类胡萝卜素的吸收光谱。
答案 B
知识点二 叶绿体的结构适于进行光合作用
1．叶绿体 (1)叶绿体的结构
问题思考
比较叶绿体和线粒体增大膜面积的方式。
提示：线粒体：内膜向内折叠形成嵴； 叶绿体：类囊体堆叠形成基粒。
2020-2021学年 高中生物新人教版 必修一 5.4第1课时 捕获光能的色素和结构 教案
