1、簡述葉綠體中色素的種類、分布和作用。
2、描述葉綠體的結(jié)構(gòu)、說明葉綠體的功能。
3、重點：理解實驗“綠葉中色素的提取和分離”實驗的實驗原理與方法。
4、難點：綠葉中色素的種類和作用、綠葉中色素的提取和分離。
【要點梳理】
要點一、實驗——綠葉中色素的提取和分離
原理
(1)葉綠體中的色素能溶解在有機溶劑無水乙醇(或丙酮)中，所以用無水乙醇可提取葉綠體中的色素。
(2)不同的色素在層析液中溶解度不同，溶解度高的色素分子隨層析液在濾紙條上擴散得快，溶解度低的色素分子隨層析液在濾紙條上擴散得慢，因而可用層析液將不同色素分離。
實驗程序
實驗結(jié)果
四種色素被分離出來，它們的位置、顏色及排列順序如下表：
要點詮釋：
葉綠素主要吸收藍紫光和紅光，類胡蘿卜素主要吸收藍紫光，但對其他光也有吸收，只是吸收量少。
結(jié)果分析：
①從色素帶的寬度可知色素含量的多少依次為：葉綠素a >葉綠素b >葉黃素>胡蘿卜素; ②從色素帶的位置可知色素在層析夜中溶解度大小依次是：胡蘿卜素>葉黃素>葉綠素 a >葉綠素 b； ③在濾紙上相鄰兩條色素距離最近的是葉綠素a 與葉綠素b ，距離最遠的兩條色素帶是胡蘿卜素與葉黃素。
實驗中的注意事項
(1)裁取定性濾紙時，注意雙手盡量不要接觸紙面，以免手上的油脂或其他臟物污染濾紙。
(2)根據(jù)燒杯的高度制備濾紙條，讓濾紙條長度高出燒杯1cm ，高出的部分做直角彎折。
(3)畫濾液細線時，用力要均勻，速度要適中。
(4)研磨要迅速、充分。 a.因為丙酮容易揮發(fā)； b.為了使葉綠體完全破裂.從而能提取較多的色素；c.葉綠素極不穩(wěn)定，能被活細胞中的葉綠素酶水解而被破壞。
(5)制備濾紙條時，要將濾紙條的一端剪去兩角,這樣可以使色素在濾紙條上擴散均勻,便于觀察實驗結(jié)果。
要點詮釋：
（1）為什么色素提取時加丙酮？ （使色素溶于有機溶劑）
（2）為什么加二氧化硅？ （使研磨充分）
（3）為什么加CaCO3? (防止葉綠素受到破壞)
（4）為什么濾紙剪去兩角？ （使色素帶整齊）
（5）為什么濾液細線畫的越細越齊越好？（使色素帶整齊）
（6）為什么不要讓層析液沒及濾液細線？（濾液溶于層析液中不能形成色素帶）
（7）為什么色素會在濾紙條上分離開？ （色素溶解度不同）
（8）為什么用培養(yǎng)皿蓋上燒杯？ （防止丙酮揮發(fā)）
（9）為什么濾紙要避光保存？ （色素見光分解）
（10）為什么試驗后洗手？ （接觸了有毒的化學(xué)藥品）
（11）色素帶在濾紙上排列先后順序？ （胡蘿卜素、葉黃素、葉綠素a、葉綠素b）
高等植物葉綠體中的色素及功能
要點詮釋：
將綠葉中的4種色素溶液，分別放在陽光和三棱鏡之間，從連續(xù)光譜中可以看到不同波長的光被吸收的情況：葉綠素a和葉綠素b主要吸收藍紫光和紅光，胡蘿卜素和葉黃素主要吸收藍紫光。這些色素吸收的光都可用于光合作用。因為葉綠素對綠光吸收最少，綠光被反射出來，所以葉片呈現(xiàn)綠色。因此，溫室或大棚種植蔬菜時，應(yīng)選擇藍紫色的玻璃、塑料薄膜或補充光源。
色素是脂溶性物質(zhì)，不同色素的溶解度不同，葉綠素中含N、Mg等各種元素，各種色素中葉綠素最多，因此綠葉呈綠色。
（1）根據(jù)物理知識，什么顏色的物體透過（反射）什么顏色的光，吸收其他顏色的光，白色物體反射各種色光，黑色物體吸收各種色光。葉綠素a為藍綠色，反射藍色、綠色光，吸收其余的色光，同理葉綠素b反射黃色光、綠色光，吸收其他顏色光。
（2）葉綠體中的絕大部分葉綠素a、全部葉綠素b、葉黃素、胡蘿卜素的功能是吸收、傳遞光能，少數(shù)特殊狀態(tài)的葉綠素a吸收轉(zhuǎn)化光能，因此，葉綠體中色素的功能是吸收、傳遞、轉(zhuǎn)化光能。
除綠色植物外，含葉綠體的非綠色植物如褐藻（海帶等）、紅藻（紫菜等）等，不含葉綠體的原核生物藍藻、某些細菌（如綠硫細菌、紫硫細菌）也能進行光合作用，但綠硫細菌、紫硫細菌等的光合作用不放氧。
要點二、葉綠體的結(jié)構(gòu)和功能
1、葉綠體的結(jié)構(gòu)
與功能相適應(yīng)：光合作用的場所
葉綠體
色素
種類：胡蘿卜素、葉黃素、葉綠素a、葉綠素b
作用：吸收、傳遞、轉(zhuǎn)化光能
分布：葉綠體中類囊體的薄膜上
葉綠體的結(jié)構(gòu)
外膜
內(nèi)膜
基質(zhì)：酶
基粒：色素、酶
雙層膜
2、葉綠體的功能
（1）實驗過程： 極細光速照射 好氧細菌集中在葉綠體被光速照射的部位
水綿 黑暗
好氧細菌 無空氣 完全曝光 好氧細菌分布于葉綠體所有受光部位。
（2） 實驗結(jié)論
①氧氣是由葉綠體釋放出來的
②葉綠體是綠色植物進行光合作用的場所
（3）實驗巧妙之處
①選用水綿和好氧細菌作為實驗材料：水綿具有細而長的葉綠體，而且葉綠體螺旋狀分布在細胞中，便于觀察研究；用好氧細菌可確定釋放氧氣多的部位。
②將臨時裝片放在黑暗且沒有空氣的環(huán)境中，排除了環(huán)境中光和氧氣的影響，從而保證實驗的準(zhǔn)確性。
③選用極細的光速照射，并用好氧細菌檢測，這樣就能迅速準(zhǔn)確地判斷出水綿中釋放氧氣的部位。
④進行黑暗和曝光的對比實驗，從而明確結(jié)果完全是由光照引起的。
⑤設(shè)置驗證實驗：將臨時裝片暴露在光下，再一次驗證實驗結(jié)果。
（4）驗證葉綠體功能的其他資料
要點詮釋：
葉綠體的結(jié)構(gòu)是如何與其功能相適應(yīng)的？
類囊體是一個個由圓餅狀的囊狀結(jié)構(gòu)堆疊而成的膜，面積大，其上分布著四種能吸收光能的色素；且基粒、內(nèi)膜、基質(zhì)中都分布著與光合作用有關(guān)的酶，這些特點都適合于進行光合作用。
【典型例題】
類型一：各種色素對不同波長光的吸收
例1、（2015—2016學(xué)年河北省南宮中學(xué)月考）關(guān)于葉綠素的敘述，錯誤的是（ ）
A．葉綠素a和葉綠素b都含有鎂元素
B．葉綠素吸收的光可能用于光合作用
C．葉綠素a和葉綠素b在紅光區(qū)的吸收峰值不同
D．植物呈現(xiàn)綠色是由于葉綠素能有效地吸收綠光
【答案】D
【解析】A．葉綠素中心元素是鎂離子，A正確；B．色素的作用是吸收、傳遞、轉(zhuǎn)化光能，進行光合作用，B正確；C．葉綠素a比葉綠素b在紅光區(qū)的吸收峰值高，C正確；D．植物主要的吸收峰在藍紫光區(qū)和紅光區(qū)，綠光吸收最少，反射多，所以葉片呈現(xiàn)綠色，D錯誤。故選D。
【總結(jié)升華】本題主要考查光合色素的相關(guān)知識。
【舉一反三】：
【變式一】
把葉綠體色素溶液放在自然光源和三棱鏡之間，從鏡的另一側(cè)觀察連續(xù)光譜中變暗的主要區(qū)域是（ ）
A．紅光和藍紫光區(qū)域 B．黃光和藍紫光區(qū)域 C．綠光和紅光 D．黃光和綠光區(qū)
【答案】A
【解析】葉綠體色素吸收可見太陽光用于光合作用，可見太陽光被三棱鏡分色，可以分成紅、橙、黃、綠、青、藍、紫七種顏色，葉綠素對可見太陽光有兩個吸收高峰，在紅光區(qū)和藍紫光區(qū)，而類胡蘿卜素只有一個吸收高峰，在藍紫光區(qū)，則紅光區(qū)和藍紫光區(qū)被吸收，故變暗。
【變式二】
紅楓是一種木本觀賞植物，在生長季節(jié)葉片呈紅色，下列關(guān)于該植物的敘述，正確的是（ ）
A.紅楓葉片不含葉綠素 B.紅楓葉片呈紅色是因為吸收了紅光
C.紅楓葉片能吸收光能進行光合作用 D.液泡中的色素吸收的光能用于光合作用
【答案】C
【變式三】
陽光通過三棱鏡能顯示出七種顏色的連續(xù)光譜。如果將一瓶葉綠體色素提取液放在光源和三棱鏡之間，連續(xù)光譜中就會出現(xiàn)一些黑色條帶，這些條帶應(yīng)于（ ）
A.綠光區(qū) B.紅光區(qū)和綠光區(qū) C.藍紫光區(qū)和綠光區(qū) D.紅光區(qū)和藍紫光區(qū)
【答案】D
類型二：色素的提取與分離實驗
例2、（2015北京石景山一模）不同發(fā)育時期的番茄果實，由于細胞中色素種類和含量不同，顏色會由綠色逐漸轉(zhuǎn)為紅色。下列分析正確的是（ ）
A．可以利用紙層析法將番茄果實勻漿中的葉綠素提取出來
B．果實中的色素主要位于葉綠體的類囊體膜上
C．綠色番茄果實中的營養(yǎng)物質(zhì)主要來自果實細胞的葉綠體
D．與紅色果實相比，處于綠果期的番茄果實光合作用更強
【答案】D
【解析】紙層析法是分離葉綠體色素的方法；果實的色素主要位于液泡中；包括番茄在內(nèi)的果實的營養(yǎng)物質(zhì)主要來自葉片的光合作用；與紅色果實相比，處于綠果期的細胞光合作用更強。
【總結(jié)升華】本題主要考查光合色素提取的相關(guān)知識。
【舉一反三】：
【變式一】
“綠葉中色素的提取和分離”實驗主要說明了（ ）
A、色素分布在葉綠體類囊體的薄膜上
B、葉綠素的含量是類胡蘿卜的4倍
C、葉綠體中色素的種類和各種色素的顏色
D、四中色素擴散速度不同
【答案】C
【變式二】
用紙層析法能夠?qū)⑷~綠體的四種色素分開的原因是（ ）
A、四種色素隨層析液在濾紙上擴散速度不同
B、四種色素隨濾液在濾紙上擴散速度不同
C、四種色素隨濾液在濾紙上滲透速度不同
D、四種色素隨層析液在濾紙上滲透速度不同
【答案】A
【變式三】
如果沒有丙酮和菠葉菜，要保證分離后色素帶清晰，可以用來代替的最佳實驗材料是（ ）
A、酒精和麥苗 B、酒精和大白菜
C、蒸餾水和大白菜 D、蒸餾水和麥苗
【答案】A
類型三：捕獲光能的場所——葉綠體
例3、葉綠體是植物進行光合作用的細胞器，下面有關(guān)葉綠體的敘述正確的是（ ）
A．葉綠體中的色素都分在囊狀結(jié)構(gòu)的膜上
B．葉綠體中的色素分布在外膜和內(nèi)膜上
C．光合作用的酶只分布在葉綠體基質(zhì)中
D．光合作用的酶只分布在外膜、內(nèi)膜和基粒上
【答案】A
【解析】葉綠體中的色素都分布在囊狀結(jié)構(gòu)的薄膜上，但是酶的分布比較廣泛，因為在葉綠體的各個部位幾乎都存在各種化學(xué)反應(yīng)，而幾乎每一個化學(xué)反應(yīng)都需要酶來催化，所以光合作用有關(guān)的酶在葉綠體上各有分布。
【總結(jié)升華】本題主要考查的是葉綠體結(jié)構(gòu)的相關(guān)知識。
【舉一反三】：
【變式一】
吸收光能的色素分布在（ ）
A. 葉綠體的外膜上 B. 類囊體的薄膜上
C. 葉綠體的內(nèi)膜上 D. 葉綠體的基質(zhì)中
【答案】B色素
顏色
吸收光
濾紙上的位置
葉綠素
葉綠素a
藍綠色
紅光
中下層
葉綠素b
黃綠色
藍紫光
最下層
類胡蘿卜素
胡蘿卜素
橙黃色
藍光
最上層
葉黃素
黃色
藍紫光
中上層
結(jié)構(gòu)
特點
結(jié)論
葉
綠
體
基粒
擴大了內(nèi)膜表面積，含有吸收光能的色素和光合作用所必須的酶
葉綠體是高等植物進行光合作用的場所
類囊體
基質(zhì)
含有光合作用所必須的酶

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一 捕獲光能的色素和結(jié)構(gòu)

版本： 人教版 (2019)

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