第21课时 捕获光能的素和结构张飞跃种子
[目标导读] 1.结合试验，概述绿叶中素的提取和分别的原理，把握叶绿体中素的种类和作用。2.结合图5－11，概述叶绿体的结构和功能。 [重难点击] 叶绿体中素的提取和分别。
一 捕获光能的素
植物的光合作用离不开光能，光能的捕获离不开素。结合“绿叶中素的提取和分别”试验，探究素的种类和作用。 1.试验：“绿叶中素的提取和分别”
(1)试验原理
①绿叶中的素能够溶解在有机溶剂无水乙醇中，所以，可以用无水乙醇提取绿叶中的素。
②不同素在层析液中的溶解度不同，溶解度高的随层析液在滤纸上集中得快，反之则慢。因而，素会随着层析液在滤纸上的集中而分别开。
(2)试验步骤分析
①提取素时，加入研钵内的物质：A二氧化硅少许，作用是使研磨得充分；B碳酸钙少许，作用是防止研磨中素被破坏；C无水乙醇10 mL，作用是溶解素。
②过滤时，要将糨糊状的研磨液倒入漏斗中，漏斗基部放一块单层尼龙布。
③制备滤纸条时，剪去两角的作用是防止素带不整齐，画滤液细线的要求是细、齐、直，还要重复画几次。
④素分别时，加盖的目的是防止层析液挥发；关键应留意层析液不要没及滤液细线，否则滤液细线会被层析液溶解，不能分别。
(3)试验结果(素带的宽窄代表了素的含量多少，素集中的速度和溶解度成正比)
小贴士 假如得到的素提取液颜过浅，可能的缘由有：(1)研磨不充分，素未能充分提取出来。(2)称取绿叶过少或加入无水乙醇过多，素溶液浓度小。(3)未加碳酸钙或加入过少，素分子部分被破坏。
2.素的性质
(1)从图中可以读出：叶绿素对红光和蓝紫光的吸取量大；类胡萝卜素对蓝紫光的吸取量大；叶绿素对绿光吸取量较少，所以叶片呈现绿。 (2)温室内自然光照射的状况下，给植物人工补充哪些单光对增产有利？
答案 红光、蓝紫光属于对植物光合作用最有效的光，因此可以补充这两种光达到增产的目的。
归纳提炼
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。
(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.不同颜温室大棚的光合效率
(1)无透亮 大棚日光中各光均能透过，有大棚主要透过同光，其他光被其吸取，所以无透亮 的大棚光合效率最高。
(2)叶绿素对绿光吸取最少，因此绿塑料大棚光合效率最低。
活学活用
1.如图表示某同学做“绿叶中素的分别”试验的改进装置，据图回答：
(1)该试验接受的方法是________法，应将提取到的滤液滴在a、b中的____处，向培育皿中倒入________，棉线灯芯下端应____________中。
(2)试验结果得到四个不同颜的同心圆(如图)，则1、2、3、4四条带依次表示________、________、__________、__________。若接受的试验材料是秋季的黄叶，四个圆中颜明显变浅的是__________。
答案 (1)纸层析 a 层析液 浸入层析液 (2)胡萝卜素 叶黄素 叶绿素a 叶绿素b 3和4
二 叶绿体的结构和功能
光合素是分布在叶绿体中的，请结合下面材料探究叶绿体的结构和功能。
1.叶绿体的结构
(1)[1]市场潜力外膜和[2]内膜使其内部结构与细胞质基质分开，保证了叶绿体相对独立地进行代谢活动。
(2)由[3]类囊体堆叠而成[4]基粒，增大了膜面积。
(3)[3]类囊体的薄膜上分布着能够吸取、传递和转化光能的素。
(4)[5]叶绿体基质中还含有少量的DNA和RNA。
arx(5)与光合作用有关的酶分布在类囊体的薄膜上和叶绿体基质中。
2.叶绿体的功能
下图是恩格尔曼的试验示意图，据图思考：
(1)恩格尔曼的试验中好氧细菌只向叶绿体被光束照射到的部位集中，说明氧气是由叶绿体在光照条件下释放出来的。
(2)在叶绿体的类囊体和基质中，含有多种进行光合作用的酶，说明光合作用的有关生化反应在叶绿体中进行。
(3)据此推断：叶绿体是绿植物进行光合作用的场所。
小贴士 (1)先选用黑暗并且没有空气的环境，是为排解试验前环境中光线和氧的影响，确保试验的精确 性。(2)花木水先选极细光束，用好氧细菌检测，能精确 推断水绵细胞中释放氧的部位；而后用完全曝光的水绵与之做对比，从而证明白试验结果完全是由光照引起的，氧是由叶绿体释放出来的；叶绿体是光合作用的场所。
归纳提炼
巧记叶绿体的结构与功能
叶绿体有膜两层，基质基粒来组成，
基质液体能流淌，有酶多种在其中，
基粒含有类囊体，上有素酶附着，
吸取光能来产氧，光合作用好场所。
活学活用
2.下面有关叶绿体的叙述，正确的是( )
A.叶绿体的素都分布在类囊体薄膜上
B.叶绿体的素分布在外膜和内膜上
C.光合作用的酶只分布在叶绿体基质中
D.光合作用的酶只分布在外膜、内膜和基粒上
问题导析 (1)叶绿体的素只分布在类囊体薄膜上，内膜和外膜无素分布。
(2)在叶绿体的类囊体和基质中，含有多种与光合作用有关的酶。
答案 A
解析 叶绿体由内外双层膜、类囊体和基质三部分构成。类囊体是一种扁平的囊状结构，在类囊体薄膜上，有进行光合作用必需的素和酶。很多类囊体堆叠成基粒，基粒之间布满着基质，其中含有与光合作用有关的酶。
当堂检测
1.叶绿体素的纸层析结果显示，叶绿素b位于层析滤纸的最下端，缘由是( )
A.相对分子质量最小
B.相对分子质量最大
C.在层析液中的溶解度最小
D.在层析液中的溶解度最大
答案 C
解析 不同的叶绿体素在层析液中的溶解度不同，所以不同的素随层析液在滤纸上集中的速度也不同，在层析液中溶解度越大的素，随层析液在滤纸上集中的速度也就越快；叶绿素b在层析液中溶解度最小，所以叶绿素b位于层析滤纸的最下端。
2.下列有关“绿叶中素的提取和分别”试验的叙述，正确的是( )
A.加入碳酸钙防止滤液挥发
B.用NaCl溶液提取叶片中的素
C.用无水酒精或丙酮分别滤液中的素
D.加入二氧化硅(石英砂)有利于充分研磨
答案 D
解析 碳酸钙的作用是防止素遭到破坏；二氧化硅是使研磨更充分；无水乙醇用来溶解提取绿叶中的素，由于素能溶解在无水乙醇里。
3.将叶绿体素滤液放在自然光源和三棱镜之间，从棱镜的另一侧，观看连续光谱中明显变暗的区域是( )
A.红光和蓝紫光区 B.黄光和蓝紫光区
C.红光和绿光区 D.黄光和绿光区
答案 A
解析 叶绿体素主要吸取红光和蓝紫光。
4.在做植物试验的暗室内，为了尽可能地降低植物光合作用的强度，最好安装( )
A.红橙光灯 B.绿光灯
C.白炽灯 D.蓝光灯
生产可能性边界
答案 B
解析 叶绿素主要吸取红光和蓝紫光，类胡萝卜素主要吸取蓝紫光。这些素所吸取的光
能，都能用于光合作用。光合作用不吸取或很少吸取绿光，绿光下植物光合作用强度最低，题目中要求“尽可能地降低植物光合作用的强度”，当然就不能使用发红光或蓝紫光的灯，安装绿光灯是平安的。至于白炽灯，物理常识告知我们，白光是由七光组成的。
5.德国科学家恩格尔曼以水绵为试验材料，把载有水绵和能运动的好氧细菌的临时装片，放在确定的环境中进行如下试验：
红外线报警器论文
A.把临时装片放在没有空气的黑暗环境中，然后用极细的光束照射水绵，发觉细菌只向叶绿体被光束照射的部位集中，如图A所示。
B.把临时装片暴露在光下，细菌则分布在叶绿体的四周，如图B所示。
分析回答问题：
(1)细菌聚集在叶绿体四周是由于光合作用能释放______。
(2)该试验证明白光合作用的场所是____________。其中，_____________________上分布有很多吸取光能的__________________分子，还有多种进行光合作用所必需的酶分布在________________中。
(3)后来恩格尔曼对试验加以改进，将可见光经三棱镜后照到临时装片上，结果发觉在______________________光区域细菌特殊多。
答案 (1)O2 (2)叶绿体 基粒类囊体的薄膜 素 基质、基粒 (3)红光和蓝紫
40分钟课时作业
基础过关
学问点一 捕获光能的素
1.红枫是一种木本观赏植物，在生长季节叶片呈红。下列关于该植物的叙述，正确的是( )
A.红枫叶片不含叶绿素
B.红枫叶片呈红是由于吸取了红光
C.红枫叶片能吸取光能进行光合作用
D.液泡中素吸取的光能用于光合作用
答案 C
解析 红枫叶片含叶绿素，可进行光合作用；红枫叶片呈红是因液泡中含有素，液泡中的素是不能吸取光能进行光合作用的。
2.下列关于“绿叶中素的提取和分别”试验的叙述，不正确的是( )
A.可以用无水乙醇提取绿叶中的素
B.绿叶中素能够分别的缘由是不同素在层析液中的溶解度不同
C.研钵中加入二氧化硅、碳酸钙和绿叶后直接用杵棒进行研磨，不用作任何处理
D.滤液细线要画得细而直，避开素带间的部分重叠
答案 C
解析 在“绿叶中素的提取和分别”试验中，研磨前要向研钵中加入二氧化硅、碳酸钙和无水乙醇，因此C项不正确。
3.下图为用分光光度计测定叶片中两类素吸取不同波长光波的曲线图，请判定A和B分别为何种素( )
A.叶绿素、类胡萝卜素 B.类胡萝卜素、叶绿素
C.叶黄素、叶绿素a D.叶绿素a、叶绿素b
答案 A
解析 叶绿素能吸取短波的蓝紫光和长波的红光，类胡萝卜素主要吸取短波的蓝紫光。
4.某同学在做提取叶绿体中素的试验时，收集到的素提取液为淡绿。分析产生该结果的可能缘由是( )
①研磨不充分，素未能充分提取出来 ②无水乙醇加入量太多，稀释了素提取液 ③无水乙醇加得太少，素未提取出来 ④未加CaCO3粉末，叶绿素分子已被破坏
A.①②④ B.①③④ C.③④ D.①②
答案 A
解析 ③中假如无水乙醇加得太少，只要研磨充分，提取液照旧是浓绿，只不过是浓绿提取液的量少而已。但是①研磨不充分、④素被破坏都能使提取出的素分子削减，②是加入的溶剂量太多；三者均会导致提取液颜变淡。
5.如图是纸层析法分别叶绿体中素的装置图，层析后会得到不同的素带，在暗室内用红光照射四条素带，可以看到较暗的是( )
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