《捕获光能的色素和结构》同步练习
1.下列关于叶绿体内色素提取和分离实验的说法，不正确的是（ ） A.实验中需要加入SiO2进行研磨，以破碎细胞和叶绿体 B.在研磨过程中加入CaCO3的目的是防止叶绿素被破坏 C.色素分离后在滤纸条上形成的4条色素带从上至下分别呈橙黄色、黄色、蓝绿色、黄绿色 D.色素带的宽度反映了色素在层析液中溶解度的大小
2.下列有关叶绿素的说法正确的是（ ） A.叶绿素在高等植物体内有两种，叶绿素a呈黄绿色，叶绿素b呈蓝绿色 B.叶绿体的类囊体薄膜和基质中均含有与光合作用有关的色素和酶 C.叶绿体色素提取和分离实验中，在滤纸条上叶绿素a比叶绿素b扩散得慢 D.叶绿素是光合作用中重要的物质，能吸收光能
3.从种植于室内普通光照和室外强光光照下的同种植物中分别提取叶片的叶绿体色素，用纸层析法分离，结果如下图。由该结果可知（ ）
A.室内植物和室外植物叶片色素的种类不同 B.溶解度高的色素随层析液在滤纸上扩散得慢 C.室外植物叶片胡萝卜素含量>叶黄素含量 D.室内植物叶片较室外植物叶片颜色更绿
4.下列有关“光合色素的提取和分离”实验的叙述，正确的是（ ）
A.研磨时加入少许CaCO3，使研磨进行得更充分 B.加入50%乙醇利于色素的提取 C.实验结果一般能分离得到4种色素条带，最宽的色素条带是黄绿色的 D.色素在滤纸条上的扩散速度不同的原因是其在层析液中的溶解度不同
5.如图是新鲜绿叶的四种光合色素在滤纸上分离的情况，以下说法不正确的是（ ） A.叶绿体中甲、乙、丙、丁四种色素都分布在类囊体薄膜上 B.衰老叶片中甲、乙两种色素的含量显著减少 C.色素提取和分离的原理是叶绿体中的色素易溶于有机溶剂无水乙醇 D.甲、乙两种色素主要吸收红光和蓝紫光
6.“绿叶中色素的提取和分离”实验主要说明了（ ） A.色素分布在叶绿体类囊体的薄膜上 B.叶绿素的含量是类胡萝卜素的4倍 C.叶绿体中色素的种类和各种色素的颜色 D.四种色素扩散速率不同
7.通过纸层析法分离叶绿体色素，结果在滤纸条上出现四条色素带，自上而下依次为（ ） A.胡萝卜素、叶黄素、叶绿体a、叶绿体b B.胡萝卜素、叶绿体a、叶绿体b、叶黄素 C.叶黄素、胡萝卜素、叶绿体a、叶绿体b D.叶绿体a、叶绿体b、胡萝卜素、叶黄素
8.下列有关叶绿体色素提取与分离实验的相关叙述，正确的是（ ） A.叶绿体色素易溶解于水??????B.叶绿素提取液呈黄色 C.纸层析时色素线不可浸入层析液??D.叶绿体色素分离后有2条色素带
9.叶绿体内的色素存在于（ ） A.内膜上?????????????B.基质内 C.外膜和内膜之间?????????D.类囊体的薄膜上
10.对圆形滤纸中央点的叶绿体色素滤液进行色素分离，会得到近似同心的四圈色素环，排在最内圈的色素对应的选项是（ ） A.橙黄色???B.溶解度最大?C.含量最多??D.叶绿素b
11. 如图是以洋葱为实验材料的实验现象或结果，请据图回答下列问题： 图1??????????? 图2
(1).图1是利用紫色洋葱叶肉细胞进行的质壁分离实验现象，实验时外界溶液是滴入少量红墨水的 0.3g/ml的蔗糖溶液，那么图中A、C两处的颜色分别是______________________。 (2).图2是分离洋葱管状叶中色素得到的滤纸条，由该结果可知洋葱管状叶中___________（多选） A．色素的结构 B．不同色素在层析液中溶解度的相对大小C．不同色素的相对含量D．各种色素的颜色
(3).某同学在秋天做色素提取分离实验时，提取和分离过程操作正确，而实验结果只出现了图2中色素带1和2，最可能的原因是___________。 (4).有同学用洋葱鳞片叶内表皮细胞进行图1实验，为清晰观察到实验现象，需对光学显微镜的光圈进行的操作是______________________。在进行观察时，发现质壁分离不能复原，最可能的原因是____________________________________________。
答案和解析
【答案】 1.D????2.D????3.D????4.D????5.C????6.C????7.A????8.C????9.D????10.D???? 11. 【小题1】 红色，紫色； 【小题2】 BCD 【小题3】 温度过低，色素3和4被破坏分解。 【小题4】 调为小光圈??? 蔗糖浓度过高，细胞过度失水死亡 【解析】 1. 解：A、实验中需要加入SiO2进行研磨，以破碎细胞和叶绿体，使得色素释放出来，A正确； B、研磨过程中加入CaCO3的目的是防止叶绿素被破坏，B正确； C、滤纸条从上到下依次是：胡萝卜素（橙黄色）、叶黄素（黄色）、叶绿素a（蓝绿色）、叶绿素b（黄绿色），C正确； D、色素带的宽度反映了色素的含量，D错误． 故选：D． 2. 解：A、叶绿素在高等植物体内有两种，叶绿素a呈蓝绿色，叶绿素b呈黄绿色，A错误； B、叶绿体的类囊体薄膜上含有与光合作用有关的色素和酶，而叶绿体基质中只含有光合作用有关的酶，B错误； C、叶绿体色素提取和分离实验中，在滤纸条上叶绿素a比叶绿素b溶解度大，扩散速度快，C错误； D、叶绿素是光合作用中重要的物质，能吸收、传递和转化光能，D正确． 故选：D． 3. 【分析】 本题考查色素的提取和分离，意在考查学生对知识的理解和记忆能力。 绿叶中色素提取的实验结果如下：从上到下依次为：胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a、叶绿素b、最宽：叶绿素a；最窄：胡萝卜素。 【解答】 A.由该结果可知，室内植物和室外植物叶片色素的种类相同，A不符合题意；? B.溶解度高的色素随层析液在滤纸上扩散得快，B不符合题意；? C.据图分析可知，室外植物叶片叶黄素含量>?胡萝卜素含量，C不符合题意；?? D.据图分析可知，室内植物叶片较室外植物叶片所含的叶绿素更多，故颜色更绿，D符合题意。 ?故选D。 4. 【分析】 本题考查叶绿体中色素的提取和分离实验，对于此类试题，需要考生掌握的细节较多，如实验的原理、实验选择的材料是否合理、实验采用的试剂及试剂的作用、实验操作等，需要考生在平时的学习过程中注意积累。 绿叶中色素的提取和分离实验，提取色素时需要加入无水乙醇或丙酮，目的是溶解色素；研磨后进行过滤（用单层尼龙布过滤研磨液）；分离色素时采用纸层析法（用干燥处理过的定性滤纸条），原理是色素在层析液中的溶解度不同，随着层析液扩散的速度不同。 【解答】 A.研磨时加入少许CaCO3，防止色素被破坏，A错误； B.加入无水乙醇是用于溶解色素的，B错误； C.实验结果一般能分离得到4种色素条带，最宽的色素条带是蓝绿色的叶绿素a，C错误； D.色素在层析液中的溶解度不同，随着层析液扩散的速度也不同，因此色素在滤纸条上的扩散速度不同与其在层析液中的溶解度不同有关，D正确。 故选D。 5. 解：A、叶绿体中甲、乙、丙、丁四种色素都分布在类囊体薄膜上，吸收光能，用于光反应，A正确； B、衰老叶片中胡萝卜素的含量较高，叶片呈现黄色，所以色素甲和乙的含量少于丙和丁，B正确； C、色素提取的原理是甲、乙、丙、丁四种色素均可溶于有机溶剂，但分离的原理是在层析液中的溶解度不同，所以在滤纸上扩散速度不同，C错误； D、甲、乙两种色素主要吸收红光和蓝紫光，丙、丁两种色素主要吸收蓝紫光，D正确． 故选：C． 6. 解：A、色素的提取和分离不能说明色素分布在叶绿体类囊体的薄膜上，A错误； B、色素的提取和分离只能说明叶绿素的含量比类胡萝卜素的含量大，B错误； C、色素的提取和分离说明了叶绿体中色素的种类和各种色素的颜色，C正确； D、色素的分离只说明了各种色素在层析液中的溶解度不同，D错误． 故选：C． 7. 解：分离色素的原理是根据色素在层析液中的溶解度不同，溶解度高的在滤纸条上扩散速度最快，而色素带的宽窄取决于色素的含量．滤纸条从上到下依次是：胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a、叶绿素b． 故选：A． 8. 解：A、叶绿体色素不溶解于水，易溶解于无水酒精或丙酮，A错误； B、叶绿素提取液呈绿色，B错误； C、在分离色素时，滤液细线不能触及层析液，防止色素溶解在层析液中，C正确； D、叶绿体色素分离后有4条色素带，从上到下依次是：橙黄色、黄色、蓝绿色、黄绿色，D错误． 故选：C．
9. 解：叶绿体内的色素存在于类囊体的薄膜上，能够吸收、传递和转换光能，D正确． 故选：D． 10. 解：A、排在最内圈的色素是叶绿素b，颜色是黄绿色，A错误； B、叶绿素b的溶解度最小，B错误； C、含量最多的是叶绿素a，叶绿素b次之，C错误； D、排在最内圈的色素是叶绿素b，D正确． 故选：D． 11. A是原生质层与细胞壁之间的间隙，细胞壁是全透性的，故A处为含红墨水的蔗糖溶液；C处是液泡，原生质层具有选择透过性，红墨水不能进入液泡，液泡中有紫色色素，C处为紫色。 叶绿体中的色素在层析液中的溶解度越大，随层析液在滤纸上扩散的速度越快，由实验结果可知色素在层析液中溶解度的相对大小，B对；根据色素带的宽度可知不同色素的相对含量，C对；根据滤纸上色素带的颜色可知各种色素的颜色，D对；由实验结果，不能推知色素分子的结构，A错； 故选BCD。 色素带1位胡萝卜素，色素带2为叶黄素，色素带3为叶绿素a，色素带4为叶绿色b。 秋天温度低，叶绿素易分解，而胡萝卜素和叶黄素较稳定，可知秋天的黄叶含胡萝卜素和叶黄素的量较多，含叶绿素的量几乎为零，故出现题中实验结果。 适当调小光圈，降低亮度，有利于清晰地观察质壁分离及质壁分离复原现象。在进行观察时，发现质壁分离不能复原，最可能的原因是蔗糖溶液的浓度过高，细胞失水过多而死亡。
《捕获光能的色素和结构》
《捕获光能的色素和结构》是人教版高中生物第一册《分子与细胞》第5章第4节《能量之源──光与光合作用》的第1节课教学内容，主要学习叶绿体的结构和色素的种类，掌握提取、分离色素的实验技巧，学习科学家探索光合作用原理的科学思维和科学方法。由于是赛教课，不能让学生亲自动手，因此对教学内容进行了适当调整。
【知识与能力目标】
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。
【过程与方法目标】
1、通过实验（含设计）及相关科学方法的学习，提升实验设计选材分析、实验步骤分析，实验操作能力和运用相关学科知识解决生物学问题的能力；
2、通过恩格尔曼的水绵实验的学习，尝试运用科学家的科学思维和科学方法；
3、通过影响色素的环境因素的学习，加强理论联系实际的能力。
【情感态度价值观目标】
1、通过恩格尔曼的水绵实验的学习及实验设计与改进，形成科学态度及创新、合作的科学精神；
2、借助叶绿体的结构与功能的联系分析，形成普遍联系的辨证唯物主义观点和结构与功能相统一的观点；
3、借助影响色素的环境因素的学习，形成生态学观点，从而学会理论联系实际；
4、形成生命科学的价值观，能正确认识自我，评价自我。
【教学重点】
1、绿叶中色素的种类和作用。；
2、学习科学家的科学思维和科学方法和探索精神。
【教学难点】
学习科学家的科学思维和科学方法和探索精神。
1、多媒体课件；
2、学生课前查阅相关背景资料，搜集有关的资料。
复习导入新课
对上节课学过的知识进行提问：
1、描述有氧呼吸的过程。
2、描述无氧呼吸的过程。
3、无氧呼吸能产生乳酸、酒精的分别对应什么生物？
导入：提出问题
生物体生命活动的直接能源、最终能源分别是什么？
由太阳能到被生命活动所利用需要经过哪些过程呢？
引发学生猜想、设问，引入研究主题：捕获光能的色素和结构，板书课题。
新课教学
实验—绿叶中色素的提取和分离（展示课件3）
阅读教材97-98页，展示以下问题：
（1）提取色素和分离色素的原理分别是什么？（展示课件3）
（2）实验的步骤怎样？（展示课件4）
（3）怎样提取色素？提取过程中需加入哪些药品？各自具有什么作用？（展示课件4）
（4）怎样制备滤纸条？（展示课件5）
（5）怎样画滤液细线？（展示课件5）
（6）怎样分离色素？分离过程中要特别注意什么？为什么？（展示课件6）
教师总结：
（1）研磨要迅速、充分，目的：①减少无水乙醇的挥发②防止叶绿素被破坏。
（2）制备滤纸条时，要剪去两角，目的：消除溶液扩散时的边缘效应，使色素在滤纸条上扩散均匀，得到的色素带整齐。
（3）画滤液细线要求：细、直、齐、浓，这样可以使色素较多，且从同一起点扩散，得到的色素带清晰、整齐。
2、色素的种类和功能（展示课件7）
提出以下问题：
滤纸条上色素带的排量顺序怎样？说明什么？（展示课件7）
滤纸条上色素带的宽窄怎样？说明什么？（展示课件7）
安排学生活动：
请画一个精美的色素层析结果图。
投影展示滤纸条上色素带的模式图：（展示课件7）
师：根据实验过程及注意事项，大家再考虑以下问题：
（1）若最终得到的色素带颜色浅，不清晰，原因可能有哪些？
（2）若最终得到的色素带重叠，不整齐，原因可能有哪些？
（3）若最终没得到色素带，原因可能有哪些？
师生共同总结：
（1）色素带颜色浅，不清晰，原因可能有：
①未加二氧化硅 ；②无水乙醇加多；③叶片不够新鲜、浓绿；④画滤液细线没重复
（2）色素带重叠，不整齐，原因可能有：
①制备滤纸条时，未剪去两角；②滤液细线画的不够细、直、齐
（3）最终没得到色素带，原因可能有：
①未加碳酸钙；②未加无水乙醇；③层析液触及滤液细线
【与生活的联系】（展示课件8）
（1）叶片为什么往往是绿色的呢？
（2）温室或大棚种植蔬菜时选择什么颜色的玻璃或塑料膜？
（展示课件8）实验现象表明：有两种颜色的光被吸收了，那么是不是刚好被叶绿体色素提取液中的两种色素分别吸收了呢？如何设计实验来证明？那么为什么四种色素的吸收光谱中只有两条暗带？该如何证明？
教师归纳：可以将叶绿体中的色素分离后，单独地、直接地去观察它们的作用。
教师归纳：胡萝卜素和叶黄素主要吸收蓝紫光，叶绿素a和叶绿素b主要吸收红光和蓝紫光。
过渡：不同的色素可以吸收相同波长的光，那么不同波长的光被同种色素吸收的情况相同吗？多媒体展示叶绿素a、b及类胡萝卜素的吸收光谱（展示课件9）
这些捕获光能的色素存在于细胞中的什么部位呢？（展示课件10）
引导学生通过探究，明确绿叶中色素的存在部位——叶绿体囊状薄膜上。
用图片展示植物内部，引导分析。
引导学生观察叶绿体的亚显微结构。尝试画出结构模式图。
展示图片：叶绿体的亚显微结构（展示课件11）
教师阐述：在叶绿体基质中分布有与光合作用相关的酶，在类囊体膜上分布有与光合作用相关的酶和色素。
过渡：叶绿体的功能是什么？如何证明呢?
演示多媒体课件：“恩格尔曼实验”过程（展示课件12）
教师引导、师生共同讨论：课本100页“资料分析1”，指导回答有关问题：
恩格尔曼实验的结论是什么？（展示课件12）
【讨论】（展示课件14）
1、为什么水绵是合适的实验材料？?
水绵具有细而长的叶绿体，便于观察。
他是如何控制实验条件的？
A、选用黑暗、无空气的环境：排除环境中光线和氧气的影响
B、选用极细的光束，并用好氧细菌检测，准确判断释放氧气的部位
C、进行黑暗（局部光照）与曝光的对照实验，从而明确实验结果完全是由光照引起的
师生共同总结：叶绿体是进行光合作用的场所，它内部的巨大膜表面上，不仅分布着许多吸收光能的色素分子，还有许多进行光合作用所必需的酶。（展示课件15）
板书设计
捕获光能的色素和结构
一、实验：绿叶中色素的提取和分离
1、实验原理?
2、实验步骤及注意事项
3、实验结果分析
二、捕获光能的色素
1、色素的种类、颜色
2、色素的吸收光谱
三、叶绿体
1.结构
2.功能
3. 恩格尔曼实验
课件15张PPT。 第四节 能量之源—光与光合作用
第一课时 捕获光能的色素和结构
实验原理：
一、捕获光能的色素和结构（一）实验—绿叶中色素的提取和分离1.叶绿体中的色素能溶解在有机溶剂无水乙醇
2.色素在层析液中溶解度不同，扩散速度不同提取色素选材：选择鲜嫩、色浓绿的叶片。如菠菜叶无水乙醇二氧化硅碳酸钙能否用滤纸过滤？不能。滤纸会吸收部分滤液，得不到足够的滤液。加棉塞研磨要迅速、充分
画线：用毛细吸管或盖玻片蘸取少量滤液，沿铅笔线均匀画线。待滤液干后，重复画线。
滤纸减去两角：防止两边色素在滤纸条上扩散过快，不均匀。
画滤液线时尽量画直、画细、画浓。
等滤液干时再重复画，以防滤液扩散开使滤液线过宽，影响结果。铅笔线画铅笔细线画滤液细线滤液细线层析液滤纸条分离叶绿体色素避免滤液细线浸没到层析液：色素易溶解在层析液中，导致色素带不清晰或不出现色素带
排序：代表溶解度高低
宽窄：代表含量含量（最多）：叶绿素a
含量（最少）：胡萝卜素（二）色素的种类和功能绿叶中的色素主要吸收红光和蓝紫光1.叶片为什么往往是绿色的呢？
2.温室或大棚种植蔬菜时选择什么颜色的玻璃或塑料膜？绿叶中的色素溶液叶绿素：吸收蓝紫光和红光类胡萝卜素：吸收蓝紫光叶绿素和类胡萝卜素的吸收光谱功能：吸收、传递和转化光能叶绿素a
叶绿素b
叶黄素
胡萝卜素叶绿素a光合作用直接用于(转化光能)吸收和传递光能这些捕获光能的色素存在于细胞中的什么部位呢？1865年，德国的萨克斯发现色素存在的结构——叶绿体基粒外膜内膜基质类囊体(有色素和酶)(含有酶、DNA、RNA等)叶绿体叶片中的叶肉细胞绿叶 叶肉细胞
亚显微结构模式图捕获光能的色素分布在
___________1880年，恩格尔曼的实验隔绝空气黑暗，用极细光束照射完全暴露在光下水绵和好氧细菌的装片结论：
氧是由叶绿体释放出来的，叶绿体是光合作用的场所。
光合作用需要光照。恩格尔曼的第二个实验透过三棱镜照射水绵临时装片，发现好氧细菌聚集在红光和蓝光区域。这说明了叶绿体主要吸收红光和蓝光用于光合作用，放出氧气。 1、为什么水绵是合适的实验材料？?
2、他是如何控制实验条件的？
水绵具有细而长的叶绿体，便于观察A、选用黑暗、无空气的环境：排除环境中光线和氧气的影响B、选用极细的光束，并用好氧细菌检测，准确判断释放氧气的部位
C、进行黑暗（局部光照）与曝光的对照实验，从而明确实验结果完全是由光照引起的
讨论：结论:叶绿体是进行光合作用的场所，它内部的巨大膜表面上，不仅分布着许多吸收光能的色素分子，还有许多进行光合作用所必需的酶。
