2022-2023学年高一生物人教版（2019）必修一课前导学5.4.1捕获光能的色素和结构（含答案）

5.4.1捕获光能的色素和结构
【新知导学】
捕获光能的色素
1.绿叶中色素的提取和分离
（1）原理
提取原理：绿叶中的色素能溶解在有机溶剂 中。
分离原理：不同色素在层析液中的 不同，溶解度 的随层析液在滤纸上扩散得快，反之则慢。
（2）实验步骤
①色素的提取
取材：称取5g绿色叶片，剪碎
研磨：向研钵中加少许SiO2和CaCO3，再加入5~10mL ，迅速研磨
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：用试管收集色素滤液，及时用棉塞将试管口塞严
②色素的分离
制备滤纸条：剪滤纸条：将干燥的定性滤纸剪成长与宽（直径）略小于试管长与宽的滤纸条，并在一端剪去两角→铅笔画线：在距去角一端底部 处用铅笔画一条细的横线
画滤液细线：吸取滤液：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，重复画细线1~2次。
分离绿叶中的色素：将适量层析液倒入试管中，将滤纸条（有滤液细线的一端朝 ）轻轻插入层析液中（注意：不能让滤液细线触及层析液），随后用棉塞塞紧试管口。
观察结果
2.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 主要吸收
叶绿体的结构适于进行光合作用
1.形态： 。
2.结构模式图
3.功能：是进行 的场所。
【问题思考】
1.实验过程中，甲同学忘记加入二氧化硅和碳酸钙，乙同学忘记加入无水乙醇，丙同学加的无水乙醇过多。请分析他们可能出现的实验结果？
2.般植物的叶片在春、夏季为绿色，而在秋季呈黄色。出现这一现象的原因是什么？
3.实验操作时，为什么要将滤纸条的一端剪去两角？画滤液细线的要求是细、直、齐，且要在干燥后重复画一两次，请分析这样做的原因是什么？
【易错辨析】
1.植物呈现绿色是由于叶绿素能有效地吸收绿光。（ ）
2.色素分离后，在滤纸条上从上至下的四条色素带分别是叶黄素、胡萝卜素、叶绿素a和叶绿素b。（ ）
3.叶绿素和类胡萝卜素都主要吸收蓝紫光和红光。（ ）
4.没有叶绿体的细胞一定不能进行光合作用。（ ）
5.光合作用的酶分布于叶绿体内膜、外膜、类囊体薄膜和叶绿体基质中。（ ）
6.叶绿体中的色素主要分布在类囊体腔内。（ ）
【成果检测】
1.下列关于“绿叶中色素的提取和分离”实验的操作，对应关系正确的是（ ）
A.研磨时加无水乙醇→确保滤液中色素含量高
B.研磨时加二氧化硅→保护色素，避免色素分解
C.滤液细线地直、细、匀→防止色素氧化，色素带平整不重叠
D.滤纸条预先干燥处理→分离色素时，层析液快速扩散
2.下列关于绿叶中色素提取和分离实验的叙述，错误的是（ ）
A.可用无水乙醇提取绿叶中的色素
B.若未加入碳酸钙，则导致提取时光合色素被破坏
C.若滤纸条上的滤液细线触及层析液则不能得到色素带
D.若使用的叶片已发黄，则层析滤纸条上可能缺少中间两条色素带
3.把新鲜的叶绿素溶液放在光源与三棱镜之间,在连续的可见光谱中出现暗带,对暗带分布区域分析,得出叶绿素可以吸收（ ）
A.绿光 B.红光和蓝紫光 C.蓝紫光 D.黄橙光
4.从高等植物叶片中分离得到4种色素，其中呈橙黄色的是（ ）
A. 叶绿素a B. 叶绿素b C. 胡萝卜素 D. 叶黄素
5.关于叶绿素的叙述，错误的是（ ）
A.叶绿素a 和叶绿素b 都含有镁元素
B.被叶绿素吸收的光可用于光合作用
C.叶绿素a 和叶绿素b 在红光区的吸收峰值不同
D.植物呈现绿色使由于叶绿素能有效地吸收绿光
6.下图表示绿叶中色素的提取和分离实验的部分材料和用具，有关叙述错误的是（ ）
A.图①加入研钵内的物质有无水乙醇、SiO2、CaCO3
B.将浆糊状研磨液倒入②中，漏斗基部应放一块单层尼龙布
C.③画滤液细线的要求是细、齐、直
D.④层析结果色素带最宽的是叶绿素b，扩散最快的是叶黄素
答案以及解析
【新知导学】
无水乙醇 溶解度 高 无水乙醇 1cm 下 红光和蓝紫光 蓝紫光
扁平的椭球形或球形 光合作用
【问题思考】
1.甲同学研磨不充分，部分色素被破坏，过滤收集的滤液颜色浅。乙同学不能提取到色素。丙同学的滤液颜色浅，提取的滤液色素的浓度低。
2.在春、夏季节，叶子中叶绿素含量多于类胡萝卜素含量，叶绿素对绿光吸收最少，绿光被反射出来，所以呈绿色。在秋季，叶绿素被破坏，类胡萝卜素完好，叶子呈现出类胡萝卜素的颜色，所以呈现黄色。
3.剪去两角的目的是防止层析液在滤纸条的边缘扩散过快。滤液细线要细、直、齐是使分离的色素不重叠，重复画线的目的是增加色素含量，使分离的色素带清晰，便于观察。
【易错辨析】
× × × × × ×
【成果检测】
1.答案：D
解析：A、色素易溶于有机溶剂，研磨时加无水乙醇的目的是溶解色素，A错误;B、研磨时加二氧化硅的目的是使研磨得充分，B错误； C、滤液细线地直、细、匀，目的是避免色素带重合，C错误;D、为了保证层析液快速扩散，在制备滤纸条时应预先干燥处理，D正确。
故选D。
2.答案：D
解析：A、色素能溶解在无水乙醇或丙酮等有机溶剂中，所以可用无水乙醇等提取色素，A正确； B、碳酸钙具有防止研磨中色素被破坏的作用，若未加入碳酸钙，则导致提取时光合色素被破坏，B正确； C、若滤纸条上的滤液细线触及层析液，滤液细线上的色素溶解在层析液中，则不能分离得到色素带，C正确； D、中间两条色素带为叶黄素和叶绿素a，叶片发黄，不可能缺少叶黄素，D错误。
故选：D。
3.答案：B
解析：叶绿素主要吸收红光和蓝紫光,所以出现暗带的区域也是红光和蓝紫光。
4.答案：C
解析：叶绿素a为蓝绿色，故A错。叶绿素b为黄绿色，故B错。胡萝卜素为橙黄色，故C正确。叶黄素为黄色，故D错。
5.答案：D
解析：叶绿素中心元素是镁离子，A 正确；色素的作用是吸收、传递、转化光能，进行光合作用，B正确；叶绿素a 比叶绿素b 在红光区的吸收峰值高，C 正确；植物主要的吸收峰在蓝紫光区和红光区，绿光吸收最少，反射多，所以叶片呈现绿色，D 错误。
6.答案：D
解析：色素提取时加入无水乙醇的目的是溶解色素,加入SiO2的目的是使细胞中的色素更容易释放出来,加入CaCO3的目的是防止色素被破坏,在过滤时漏斗的基部应放一块单层尼龙布,层析的结果是叶绿素a的色素带最宽,扩散最快的是胡萝卜素。
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