1、第1課時(shí)捕獲光能的色素和結(jié)構(gòu)學(xué)習(xí)目標(biāo)素養(yǎng)目標(biāo)1闡明“綠葉中色素的提取和分離”實(shí)驗(yàn)的原理與方法。2說(shuō)出植物捕獲光能的色素的種類和作用。3說(shuō)明葉綠體適于進(jìn)行光合作用的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。1生命觀念認(rèn)同葉綠體的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與其作為光合作用的場(chǎng)所相適應(yīng)。2科學(xué)探究通過(guò)對(duì)“綠葉中色素的提取和分離”實(shí)驗(yàn)的操作，提升實(shí)驗(yàn)探究能力。分點(diǎn)突破(一)綠葉中色素的提取和分離基礎(chǔ) eq avs4al(落實(shí)) 1原理(1)提取原理：綠葉中的色素能溶解在有機(jī)溶劑無(wú)水乙醇中。(2)分離原理：不同色素在層析液中的溶解度不同，溶解度高的隨層析液在濾紙上擴(kuò)散得快，反之則慢。2實(shí)驗(yàn)用品及作用(連線)3實(shí)驗(yàn)步驟(1)色素的提取(2)色素的分離4葉

2、綠體色素的吸收光譜色素主要吸收的光光譜出現(xiàn)峰值的波長(zhǎng)葉綠素葉綠素a藍(lán)紫光、紅光紅光區(qū)：663 nm藍(lán)紫光區(qū)：429 nm葉綠素b紅光區(qū)：645 nm藍(lán)紫光區(qū)：453 nm類胡蘿卜素胡蘿卜素藍(lán)紫光450 nm左右有兩個(gè)相鄰的峰值葉黃素深化 eq avs4al(認(rèn)知) 一、在“思考探究”中解惑1實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，甲同學(xué)忘記加入二氧化硅和碳酸鈣，乙同學(xué)忘記加入無(wú)水乙醇，丙同學(xué)加的無(wú)水乙醇過(guò)多。請(qǐng)分析他們可能出現(xiàn)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。提示：甲同學(xué)研磨不充分，部分色素被破壞，過(guò)濾收集的濾液顏色淺。乙同學(xué)不能提取到色素。丙同學(xué)的濾液顏色淺，提取的濾液色素的濃度低。2材料：海洋中的藻類植物具有一定的垂直分布：淺水處多為綠藻

3、，稍深處多為褐藻，更深處多為紅藻。材料：從物理學(xué)的角度分析，光的波長(zhǎng)越短，能量越多，透射的深度也就越深?？梢?jiàn)光中，紅光波長(zhǎng)最長(zhǎng)，透射的深度也就最淺。海水中透射率最高的是綠光。探究回答下列問(wèn)題：(1)綠藻之所以看起來(lái)是綠色的，可能的原因是什么？提示：綠藻中的色素對(duì)綠光吸收率最小，綠光被反射出來(lái)。(2)海水中綠光透射率最高，而在深海中分布最多的是紅藻，從光合色素的角度解釋原因。提示：紅藻中的色素對(duì)綠光有較高的吸收能力。二、在“系統(tǒng)思維”中提能1綠葉中色素提取實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)(1)分離色素時(shí)，一般選擇新鮮的綠色葉片，因?yàn)樾迈r綠葉中葉綠素的含量較高。(2)研磨過(guò)程中加入無(wú)水乙醇的作用是溶解色素。(3)研磨

4、過(guò)程要迅速、充分，目的是防止乙醇揮發(fā)，并使色素充分溶解。(4)碳酸鈣可防止研磨過(guò)程中色素被破壞，且主要保護(hù)的是葉綠素。(5)二氧化硅的作用是使葉片研磨充分。(6)盛放濾液的試管口(燒杯)要塞嚴(yán)，目的是防止乙醇揮發(fā)和色素氧化。2綠葉中色素分離實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)(1)制備濾紙條時(shí)：一要保證濾紙干燥，目的是使層析液能夠在濾紙上快速擴(kuò)散；二要剪去一端兩角，目的是防止色素沿邊緣擴(kuò)散太快。(2)畫(huà)濾液細(xì)線的要求是細(xì)、齊、直，目的是使分離出來(lái)的色素帶平整不重疊。(3)畫(huà)濾液細(xì)線時(shí)，要在首次畫(huà)完干燥后再畫(huà)12次，目的是使分離出的色素帶清晰分明。(4)濾液細(xì)線一定不能觸及層析液，以防止色素溶解在層析液中，在濾紙上觀察

5、不到色素帶。(5)試管(小燒杯)一定要蓋嚴(yán)，防止層析液中的成分揮發(fā)。3綠葉中色素的提取和分離實(shí)驗(yàn)的異?，F(xiàn)象分析(1)收集到的濾液中綠色過(guò)淺的原因分析未加二氧化硅(石英砂)，研磨不充分。使用放置數(shù)天的菠菜葉，濾液色素(葉綠素)太少。一次加入大量的無(wú)水乙醇，提取濃度太低。未加碳酸鈣或加入過(guò)少，色素分子被破壞。(2)濾紙條色素帶重疊：濾液細(xì)線畫(huà)得過(guò)粗。(3)濾紙條看不見(jiàn)色素帶忘記畫(huà)濾液細(xì)線。濾液細(xì)線接觸到層析液，且時(shí)間較長(zhǎng)，色素全部溶解到層析液中。應(yīng)用 eq avs4al(評(píng)價(jià)) 1下列關(guān)于用新鮮菠菜葉進(jìn)行葉綠體中色素提取、分離實(shí)驗(yàn)的敘述，正確的是()A應(yīng)該在葉片研磨后立即加入CaCO3，防止色素被

6、破壞B即使菠菜葉剪得不夠碎，也可以提取出4種色素C為獲得10 mL提取液，研磨時(shí)一次性加入10 mL無(wú)水乙醇的提取效果最好D將研磨液迅速倒入基部放有濾紙的玻璃漏斗中進(jìn)行過(guò)濾，將濾液收集到試管中解析：B提取色素時(shí)，應(yīng)在葉片研磨前加入CaCO3，防止色素被破壞，A錯(cuò)誤；菠菜葉剪得不夠碎，會(huì)造成提取液中色素的含量較少，分離出的色素帶變窄，但分離得到的色素的種類不變(4種)，B正確；在研磨時(shí)，分次加入10 mL無(wú)水乙醇比一次性加入10 mL無(wú)水乙醇的提取效果好，C錯(cuò)誤；色素容易吸附在濾紙上，故過(guò)濾研磨液時(shí)不能用濾紙，可用尼龍布，D錯(cuò)誤。2下列有關(guān)“綠葉中色素的提取和分離”實(shí)驗(yàn)的敘述中，錯(cuò)誤的是()A研

7、磨時(shí)加入CaCO3可防止葉綠素在酸性條件下分解B濾紙條的一端剪去兩角的目的是使色素帶均勻且比較直C畫(huà)濾液細(xì)線時(shí)需迅速重復(fù)多畫(huà)幾次以增加色素的含量D濾紙條上相鄰且距離濾液細(xì)線最遠(yuǎn)的兩條色素帶呈橙黃色和黃色解析：C將剪碎的綠葉放入研缽后應(yīng)該依次加入二氧化硅(充分研磨)、碳酸鈣(防止色素被破壞)和無(wú)水乙醇(提取色素)，A正確；濾紙條的一端剪去兩角的目的是使色素帶均勻且比較直，防止色素帶不整齊，B正確；畫(huà)濾液細(xì)線的要求是細(xì)、齊、直，待濾液干后，還要重復(fù)畫(huà)幾次，C錯(cuò)誤；實(shí)驗(yàn)成功后應(yīng)該可以清晰地看到濾紙條上有四條色素帶，從上到下依次是胡蘿卜素(橙黃色)、葉黃素(黃色)、葉綠素a(藍(lán)綠色)、葉綠素b(黃綠色

8、)，色素帶的寬窄與色素含量相關(guān)，D正確。3(2021江蘇南通高一檢測(cè))為了測(cè)定葉片葉綠體色素含量，某中學(xué)興趣小組利用兩種方法分別提取菠菜葉片的葉綠體色素，并測(cè)定含量，實(shí)驗(yàn)過(guò)程如圖所示。相關(guān)敘述錯(cuò)誤的是()A方法中的“？”代表的是SiO2，加入該成分以便研磨更充分B方法、中加入CaCO3的作用是保護(hù)葉綠素，提高色素的提取量C方法中沸水浴可破壞膜結(jié)構(gòu)，使色素充分釋放D方法延長(zhǎng)沸水浴時(shí)間，色素提取更充分解析：D方法中的“？”代表的是SiO2，它能破壞細(xì)胞結(jié)構(gòu)，加入該成分以便研磨更充分，A正確；方法、中加入CaCO3的作用是保護(hù)葉綠素在研磨時(shí)不被破壞，提高色素的提取量，B正確；方法中沸水浴可破壞膜上蛋

9、白質(zhì)結(jié)構(gòu)，從而破壞膜結(jié)構(gòu)，使色素充分釋放，C正確；方法延長(zhǎng)沸水浴時(shí)間，葉綠體中的色素會(huì)被分解，色素提取量變少，D錯(cuò)誤。4(2021河北石家莊高一月考)在進(jìn)行光合色素的提取和分離實(shí)驗(yàn)時(shí)，取一圓形濾紙，在濾紙中央滴一滴色素提取液，再滴一滴層析液，將會(huì)得到近似同心的四個(gè)色素環(huán)，如圖。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A通常提取液呈現(xiàn)綠色是因?yàn)槿~片中葉綠素的含量比類胡蘿卜素的高B提取色素時(shí)加入少許CaCO3和SiO2C若提取的是缺鎂葉片中的色素，則最外側(cè)兩圈色素環(huán)顏色較淡D最外側(cè)兩圈色素環(huán)的色素主要吸收藍(lán)紫光解析：C色素中葉綠素含量多，所以提取液通常呈綠色，A正確；提取色素時(shí)加少許SiO2可使研磨更充分，加少許Ca

10、CO3可保護(hù)色素，B正確；鎂是合成葉綠素的原料，若葉片缺鎂，則葉綠素含量少，會(huì)使最內(nèi)側(cè)的兩圈色素環(huán)顏色較淡，C錯(cuò)誤；最外側(cè)兩圈色素是胡蘿卜素和葉黃素，主要吸收藍(lán)紫光，D正確。方法點(diǎn)撥此類考查課本基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)的原理，要求學(xué)生掌握提取和分離葉綠體中色素的方法，理解實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、原理、方法和操作步驟，掌握相關(guān)的操作技能，能將這些實(shí)驗(yàn)涉及的方法和技能進(jìn)行綜合運(yùn)用，并對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和結(jié)果進(jìn)行解釋、分析、處理。分點(diǎn)突破(二)葉綠體的結(jié)構(gòu)和功能基礎(chǔ) eq avs4al(落實(shí)) 1形態(tài)：一般呈扁平的橢球形或球形。2結(jié)構(gòu)3功能：是進(jìn)行光合作用的場(chǎng)所。4葉綠體功能的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證(1)實(shí)驗(yàn)者：德國(guó)科學(xué)家恩格爾曼。(2)實(shí)驗(yàn)過(guò)程及現(xiàn)

11、象過(guò)程現(xiàn)象水綿和需氧細(xì)菌（黑暗、無(wú)空氣）極細(xì)光束照射水綿需氧細(xì)菌只集中分布在葉綠體被光束照射到的部位完全曝光需氧細(xì)菌分布在葉綠體所有受光的部位用透過(guò)三棱鏡的光照射水綿大量的需氧細(xì)菌聚集在紅光和藍(lán)紫光區(qū)域(3)實(shí)驗(yàn)結(jié)論：O2是由葉綠體在光照條件下釋放出來(lái)的，葉綠體是光合作用的場(chǎng)所。深化 eq avs4al(認(rèn)知) 一、在“思考探究”中解惑1一般植物的葉片在春、夏季為綠色，而在秋季呈黃色。出現(xiàn)這一現(xiàn)象的原因是什么？提示：在春、夏季節(jié)，葉子中葉綠素含量多于類胡蘿卜素含量，葉綠素對(duì)綠光吸收最少，綠光被反射出來(lái)，所以呈綠色。在秋季，葉綠素被破壞，類胡蘿卜素完好，葉子呈現(xiàn)出類胡蘿卜素的顏色，所以呈現(xiàn)黃色。

12、2如圖是恩格爾曼實(shí)驗(yàn)裝置改裝示意圖。光線通過(guò)葉綠體色素提取液后照射玻片上的水綿，一段時(shí)間后，水綿周圍需氧細(xì)菌分布無(wú)顯著變化，請(qǐng)分析其原因。提示：光線通過(guò)葉綠體色素提取液后，紅光和藍(lán)紫光被吸收，水綿光合作用微弱，產(chǎn)生O2較少，因此需氧細(xì)菌分布無(wú)顯著變化。二、在“系統(tǒng)思維”中提能1葉綠體、色素與光合作用(1)并不是所有的植物細(xì)胞都含有葉綠體，只有進(jìn)行光合作用的植物細(xì)胞才含有葉綠體。(2)色素不只是分布于葉綠體中，也可以分布于液泡中，如花青素，但是液泡中的色素不能用于光合作用。(3)葉綠體不是細(xì)胞進(jìn)行光合作用的唯一場(chǎng)所，如藍(lán)細(xì)菌細(xì)胞沒(méi)有葉綠體，它進(jìn)行光合作用的場(chǎng)所是細(xì)胞質(zhì)。2恩格爾曼實(shí)驗(yàn)分析(1)選

13、材巧妙：水綿的葉綠體呈螺旋帶狀分布，便于實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的觀察；需氧細(xì)菌的分布可以顯示氧氣的釋放部位。(2)實(shí)驗(yàn)處理得當(dāng)：把載有水綿和需氧細(xì)菌的臨時(shí)裝片放在沒(méi)有空氣的黑暗環(huán)境中，排除了外界氧氣和光照的影響，使實(shí)驗(yàn)更具說(shuō)服力。(3)實(shí)驗(yàn)對(duì)照設(shè)置合理：用極細(xì)的光束照射，葉綠體分為受光部位和不受光部位，形成一組對(duì)照；局部光照和完全光照也形成一組對(duì)照。應(yīng)用 eq avs4al(評(píng)價(jià)) 1(2021江蘇徐州高一檢測(cè))將葉綠體從葉肉細(xì)胞中分離出來(lái)，破壞其外膜，仍可以進(jìn)行光合作用。如圖是葉綠體的結(jié)構(gòu)模式圖，以下分析正確的是()A光合作用所需的酶都位于中B光合作用所需的色素主要位于中C葉綠素被破壞則不能進(jìn)行光合作用D葉綠體外膜具有全透性，起支持和保護(hù)作用解析：C光合作用分為光反應(yīng)和暗反應(yīng)，光反應(yīng)所需要的酶在基粒上，暗反應(yīng)所需要的酶在葉綠體基質(zhì)中，A錯(cuò)誤；光合作用所需的色素主要位于類囊體薄膜上，即位于基粒上，B錯(cuò)誤；若葉綠素被破壞，光反應(yīng)過(guò)程將無(wú)法進(jìn)行，導(dǎo)致光合作用不能進(jìn)行，C正確；葉綠體外膜具有選擇透過(guò)性，