Teaching Prcess
2.課堂教 學(xué)內(nèi)容
綠葉中色素的提取和分離
分離的方法:紙層析法各種色素在層析液中的溶解度不同,溶解度大的隨層析液在濾紙上擴(kuò)散的快,反之,則慢,這樣幾分鐘后色素就會(huì)隨層析液在濾紙上擴(kuò)散而分離開。
有機(jī)溶劑(如無(wú)水乙醇)
1.綠葉中色素的提取和分離
一.捕獲光能的色素和結(jié)構(gòu)
(3)實(shí)驗(yàn)結(jié)果、觀察、記錄
色素的顏色是由其反射的光所決定
A.葉綠素主要吸收紅光和藍(lán)紫光B.葉綠素a和葉綠素b的吸收峰值不同
C.類胡蘿卜素主要吸收藍(lán)紫光,不吸收紅光
P一99,學(xué)科交叉:葉綠體中的色素只吸收 ,而對(duì)紅外光和紫外光等不吸收。
1881年,德國(guó)科學(xué)家恩格爾曼(T. Engelmann,1843-1909)做了這樣的實(shí)驗(yàn)。水綿(葉綠體呈螺旋帶狀分布)
光合色素功能:吸收、傳遞(四種色素)、轉(zhuǎn)化光能(只有少數(shù)特殊狀態(tài)的葉綠素a)
葉綠素a:C55H72O5N4Mg葉綠素b:C55H70O6N4Mg胡蘿卜素:C40H56葉黃素:C40H56O2
例1.某同學(xué)推測(cè),適當(dāng)遮光可能導(dǎo)致葉綠素含量增加,以適應(yīng)弱光環(huán)境。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證該同學(xué)的推測(cè)是否正確,簡(jiǎn)單的寫出實(shí)驗(yàn)思路: 。
提取并用紙層析法分離遮光和未遮光情況下的草莓葉片中的色素,觀察并比較葉綠素色素帶(最下邊兩條色素帶)的寬度和顏色的深淺
教材隱性知識(shí):源于必修1 P99“圖5-12”、“旁欄思考”及P101“拓展應(yīng)用”(1)從葉綠素吸收光譜圖可知:葉綠素a在紅光部分的吸收帶較葉綠素b偏向長(zhǎng)波方面,且吸收光譜帶比葉綠素b寬,葉綠素b在藍(lán)紫光部分的吸收光譜帶比葉綠素a (填“寬”或“窄”)。(2)研究表明:在遮光條件下,以藍(lán)紫光為主的散光占比增加。請(qǐng)預(yù)測(cè):在適當(dāng)遮光的條件下葉片(比如同一植物底層葉片)中葉綠素a/b_____,弱光下的吸收能力 ,有利于提高植物的捕光能力,是對(duì)弱光環(huán)境的一種適應(yīng)。(3)植物工廠里為什么不用發(fā)綠光的光源?
提示:這種波長(zhǎng)的光不能被光合色素吸收,因此不能用于光合作用中合成有機(jī)物。
影響葉綠素合成的三大因素
紅莧菜:炒菜菜湯出色,因?yàn)槭撬苄缘幕ㄇ嗨?。胡蘿卜:炒菜菜湯不出色,因?yàn)槭侵苄缘暮}卜素。
例2.如圖表示某同學(xué)做“綠葉中色素的提取和分離”實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)裝置,下列與之有關(guān)的敘述中,錯(cuò)誤的是(  )A.應(yīng)向培養(yǎng)皿中倒入層析液B.應(yīng)將濾液滴在b處,而不能滴在a處C.實(shí)驗(yàn)結(jié)果應(yīng)是得到四個(gè)不同顏色的同心圓D.實(shí)驗(yàn)得到的若干個(gè)同心圓中,最大的一個(gè)圓呈橙黃色
①綠葉中色素提取和分離實(shí)驗(yàn)異常現(xiàn)象分析 A.收集到的濾液綠色過(guò)淺的原因分析 ?未加石英砂(二氧化硅),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(正確做法:分次加入少量無(wú)水乙醇提取色素)。 ?未加碳酸鈣或加入過(guò)少,色素分子被破壞。
①綠葉中色素提取和分離實(shí)驗(yàn)異?,F(xiàn)象分析 B.濾紙條色素帶重疊:沒(méi)經(jīng)干燥處理,濾液線不能達(dá)到細(xì)、齊的要求,使色素?cái)U(kuò)散不一致造成的。 C.濾紙條看不到色素帶 ?忘記畫濾液細(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。 D.濾紙條只呈現(xiàn)胡蘿卜素、葉黃素色素帶:忘記加碳酸鈣導(dǎo)致葉綠素被破壞或所用葉片為“黃葉”。
②為什么研磨時(shí)要迅速?
葉綠素不穩(wěn)定,易被破壞,因此研磨要迅速、充分,以保證提取較多的色素。
③為什么盛放濾液的試管管口加棉塞?
防止乙醇揮發(fā)和色素氧化
④分析濾紙條上色素帶寬窄不同的原因?
不同種類的色素在綠葉中的含量不同,含量多的色素帶寬,反之色素帶窄。
(6)實(shí)驗(yàn)的相關(guān)改進(jìn):
2.教材深挖:新教材P一101,拓展應(yīng)用1
海洋中的藻類,習(xí)慣上依其顏色分為綠藻、 褐藻、 紅藻,它們?cè)诤K械拇怪狈植即笾乱来问菧\、中、深。這種現(xiàn)象是如何造成的?
擴(kuò)展:藻類都必須含有的光合色素是葉綠素a,因?yàn)槿~綠色a是轉(zhuǎn)化光能的色素。其他色素主要是吸收和傳遞光能。
水對(duì)紅、橙光的吸收比對(duì)藍(lán)、綠光的吸收要多,即到達(dá)深水層的光線是短波長(zhǎng)的光,因此,吸收紅光和藍(lán)紫光較多的綠藻分布于海水的淺層,吸收藍(lán)紫光和綠光較多的褐藻分布于海水中層,吸收藍(lán)紫光較多的紅藻分布于海水的深層。
海洋中的藻類垂直分布是海洋群落垂直結(jié)構(gòu)的體現(xiàn),有效的避免的競(jìng)爭(zhēng),充分利用了光能。
根據(jù)色素對(duì)不同波長(zhǎng)的光的吸收的特點(diǎn),想一想溫室或大棚種植蔬菜時(shí),應(yīng)選擇什么顏色的玻璃、塑料薄膜或補(bǔ)充光源?
選無(wú)色透明的塑料薄膜,為了讓各種波長(zhǎng)的太陽(yáng)光都穿過(guò)塑料薄膜,即讓植物吸收更多的光能;大棚內(nèi)照明燈在功率相同的情況下,最好選藍(lán)紫光和紅光;
例3.植物光合作用的作用光譜是通過(guò)測(cè)量光合作用對(duì)不同波長(zhǎng)光的反應(yīng)(如O2的釋放)來(lái)繪制的。下列敘述錯(cuò)誤的是(  )A.類胡蘿卜素在紅光區(qū)吸收的光能可用于光反應(yīng)中ATP的合成B.葉綠素的吸收光譜可通過(guò)測(cè)量其對(duì)不同波長(zhǎng)光的吸收值來(lái)繪制C.光合作用的作用光譜也可用CO2的吸收速率隨光波長(zhǎng)的變化來(lái)表示D.葉片在640~660 nm波長(zhǎng)光下釋放O2是由葉綠素參與光合作用引起的
例4.(2021·遼寧,2)植物工廠是通過(guò)光調(diào)控和通風(fēng)控溫等措施進(jìn)行精細(xì)管理的高效農(nóng)業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng),常采用無(wú)土栽培技術(shù)。下列有關(guān)敘述錯(cuò)誤的是( )A.可根據(jù)植物生長(zhǎng)特點(diǎn)調(diào)控光的波長(zhǎng)和光照強(qiáng)度B.應(yīng)保持培養(yǎng)液與植物根部細(xì)胞的細(xì)胞液濃度相同C.合理控制晝夜溫差有利于提高作物產(chǎn)量D.適時(shí)通風(fēng)可提高生產(chǎn)系統(tǒng)內(nèi)的CO2濃度
例5.(2020·江蘇,6)采用新鮮菠菜葉片開展“葉綠體色素的提取和分離”實(shí)驗(yàn),下列敘述錯(cuò)誤的是( )A.提取葉綠體色素時(shí)可用無(wú)水乙醇作為溶劑B.研磨時(shí)加入CaO可以防止葉綠素被氧化破壞C.研磨時(shí)添加石英砂有助于色素提取D.畫濾液細(xì)線時(shí)應(yīng)盡量減少樣液擴(kuò)散
4.葉綠體的結(jié)構(gòu)適于進(jìn)行光合作用
光反應(yīng)  暗反應(yīng)
(1)葉綠體的結(jié)構(gòu)模式圖
教材隱性知識(shí):源于必修1 P101“討論”(1)恩格爾曼在選材上有什么巧妙之處?
提示:選擇水綿和需氧細(xì)菌,水綿的葉綠體呈螺旋帶狀,便于觀察;用需氧細(xì)菌可以確定釋放氧氣多的部位。
(2)恩格爾曼在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)上有什么巧妙之處?
提示:沒(méi)有空氣的黑暗環(huán)境排除了氧氣和光的干擾;用極細(xì)的光束照射,葉綠體上有光照多和光照少的部位,相當(dāng)于一組對(duì)比實(shí)驗(yàn);臨時(shí)裝片暴露在光下的實(shí)驗(yàn)再一次驗(yàn)證了實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

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