能量的获得一

1、一、细胞能量转换器、细胞能量转换器叶绿体叶绿体 。 （一）叶绿体的形态和结构（一）叶绿体的形态和结构 n1.叶绿体的形态叶绿体的形态 光学显微镜下，光学显微镜下， 叶绿体的形状一般为叶绿体的形状一般为 椭圆状或球形。叶绿椭圆状或球形。叶绿 体在细胞内的数目、体在细胞内的数目、 大小和形状因植物种大小和形状因植物种 类不同有很大差异。类不同有很大差异。 大多数高等植物叶肉细胞内含有大多数高等植物叶肉细胞内含有50200个叶绿体。个叶绿体。 在电子显微镜下，可以观察到叶绿体有亚显微结构。在电子显微镜下，可以观察到叶绿体有亚显微结构。 一个典型的叶绿体由叶绿体膜、基粒和基质组成。一个典型的叶绿体由叶

2、绿体膜、基粒和基质组成。 叶绿体膜叶绿体膜 n叶绿体是双层叶绿体是双层 膜，由内膜和膜，由内膜和 外膜组成。叶外膜组成。叶 绿体膜具有控绿体膜具有控 制代谢物质进制代谢物质进 出叶绿体的功出叶绿体的功 能。外膜通透能。外膜通透 性较大，而内性较大，而内 膜对物质透过膜对物质透过 的选择性较强。的选择性较强。 基粒基粒 n在叶绿体内部的结构中，在叶绿体内部的结构中， 最突出的特征是具有复杂最突出的特征是具有复杂 的层膜系统，的层膜系统， 在电子显微镜下观察，在电子显微镜下观察，类囊体类囊体 是膜围成的扁平囊，主要成分是蛋白质和脂是膜围成的扁平囊，主要成分是蛋白质和脂 类，膜流动性高类，膜流动性高

3、 。在类囊体的薄膜上，有进。在类囊体的薄膜上，有进 行光合作用的色素和酶。行光合作用的色素和酶。 n几个类囊体垛叠形成一个圆柱体，也就是一几个类囊体垛叠形成一个圆柱体，也就是一 个个基粒基粒。叶绿体的这种结构特点大大增加了。叶绿体的这种结构特点大大增加了 叶绿体内的膜面积。叶绿体内的膜面积。 基质基质 n叶绿体内膜与类囊体之间的无定形物质称为叶绿体内膜与类囊体之间的无定形物质称为 基质基质。 n基质中含有进行光合作用所需要的酶。还含基质中含有进行光合作用所需要的酶。还含 有叶绿体本身的基因组和遗传系统：有叶绿体本身的基因组和遗传系统：一套特一套特 有的有的DNA、RNA、核糖体，、核糖体，使得

4、叶绿体在遗使得叶绿体在遗 传上具有一定的自主性，所以，叶绿体是一传上具有一定的自主性，所以，叶绿体是一 种半自主性细胞器。种半自主性细胞器。 基质基质基粒基粒 （二）叶绿体中的色素：（二）叶绿体中的色素：吸收、传吸收、传 递、转化光能递、转化光能 n1.叶绿体中色素的种类叶绿体中色素的种类 本讲实验本讲实验绿叶中色素的提取和分离绿叶中色素的提取和分离 叶绿体中的色素能溶解在有机溶剂无水乙叶绿体中的色素能溶解在有机溶剂无水乙 醇醇(或丙酮或丙酮)中。不同色素在有机溶剂中溶解度中。不同色素在有机溶剂中溶解度 不同，溶解度高的色素分子随有机溶剂在滤纸不同，溶解度高的色素分子随有机溶剂在滤纸 条上扩散

5、得快，溶解度低的色素分子随有机溶条上扩散得快，溶解度低的色素分子随有机溶 剂在滤纸条上扩散得慢。这样，叶绿体中的色剂在滤纸条上扩散得慢。这样，叶绿体中的色 素就在扩散过程中分离开来。素就在扩散过程中分离开来。 (1)实验实验成功的关成功的关键键 叶片要新叶片要新鲜鲜、颜颜色要深色要深绿绿。 滤滤液收集后，要及液收集后，要及时时用棉塞将用棉塞将试试管口管口 塞塞紧紧，以免，以免滤滤液液挥发挥发。 滤滤液液细线细线不不仅仅要要细细、直，而且要含有、直，而且要含有 比比较较多的色素。多的色素。 滤纸滤纸上的上的滤滤液液细线细线不能浸入不能浸入层层析液中。析液中。 (2)注意事注意事项项 制作取定性制

6、作取定性滤纸滤纸条条时时，注意双手尽量不要接，注意双手尽量不要接 触触纸纸面，以免手上的油脂或其他面，以免手上的油脂或其他脏脏物物污污染染滤纸滤纸。 画画滤滤液液细线时细线时，用力要均匀，速度要适中。，用力要均匀，速度要适中。 研磨要迅速、充分。研磨要迅速、充分。a.因因为为丙丙酮酮容易容易挥发挥发；b. 为为了使叶了使叶绿绿体完全破裂，从而能提取体完全破裂，从而能提取较较多的色素；多的色素； c.叶叶绿绿素极不素极不稳稳定，能被活定，能被活细细胞中的叶胞中的叶绿绿素素酶酶水水 解而破坏。解而破坏。 制制备滤纸备滤纸条条时时，要将，要将滤纸滤纸条的一端剪去两角，条的一端剪去两角， 这样这样可以

7、使色素在可以使色素在滤纸滤纸条上条上扩扩散均匀，便于散均匀，便于观观察察 实验结实验结果。果。 从色素从色素带带的的宽宽度可推知色素含量的多度可推知色素含量的多 少；少； 从色素从色素带带的位置可推知色素在的位置可推知色素在层层析液析液 中溶解度大小；中溶解度大小； 在在滤纸滤纸上相上相邻邻色素色素带间带间，距离最近的，距离最近的 两条色素两条色素带带是叶是叶绿绿素素a与叶与叶绿绿素素b，距离，距离 最最远远的两条色素的两条色素带带是胡是胡萝萝卜素卜素 与叶黄素。与叶黄素。 胡萝卜素胡萝卜素 叶绿素叶绿素b 类胡萝卜素类胡萝卜素 色素与吸色素与吸 收光谱收光谱 n(1)连续光谱：可见光连续光谱

8、：可见光三棱镜三棱镜 赤、橙、黄、绿、青、蓝、紫。赤、橙、黄、绿、青、蓝、紫。 n(2)吸收光谱：可见光吸收光谱：可见光色素溶液色素溶液 三棱镜三棱镜红光、蓝光、紫光区红光、蓝光、紫光区 出现强暗带，绿光区几乎无变化出现强暗带，绿光区几乎无变化(说明说明 对绿光吸收非常少对绿光吸收非常少)。 n不同颜色的光线会对植物的生长发育不同颜色的光线会对植物的生长发育 产生不同的影响。产生不同的影响。 n叶绿体中的色素只吸收可见光，而对叶绿体中的色素只吸收可见光，而对 红外光和紫外光等不吸收。红外光和紫外光等不吸收。 n叶绿素对红光和蓝紫光的吸收量大，叶绿素对红光和蓝紫光的吸收量大， 类胡萝卜素对蓝紫光

9、的吸收量大，但对类胡萝卜素对蓝紫光的吸收量大，但对 其他波段的光并非不吸收，只是吸收量其他波段的光并非不吸收，只是吸收量 较少。较少。 (1)光照光照光照光照光照光照：光是影响叶绿素合成的主要条件，光是影响叶绿素合成的主要条件， 一般植物在黑暗中不能合成叶绿素，因而叶一般植物在黑暗中不能合成叶绿素，因而叶 片发黄。片发黄。 (2)温度温度温度温度温度温度：温度可影响与叶绿素合成有关的酶温度可影响与叶绿素合成有关的酶 的活性，进而影响叶绿素的合成。低温时，的活性，进而影响叶绿素的合成。低温时， 叶绿素分子易被破坏，而使叶子变黄。叶绿素分子易被破坏，而使叶子变黄。 (3)必需元素必需元素必需元素必

10、需元素必需元素必需元素：叶绿素中含叶绿素中含N、Mg等必需元素，等必需元素， 缺乏缺乏N、Mg将导致叶绿素无法合成，叶变黄。将导致叶绿素无法合成，叶变黄。 另外，另外，Fe是叶绿素合成过程中某些酶的辅助是叶绿素合成过程中某些酶的辅助 成分，缺成分，缺Fe也将导致叶绿素合成受阻，叶变也将导致叶绿素合成受阻，叶变 黄。黄。 影响叶绿素合成的因素：影响叶绿素合成的因素：影响叶绿素合成的因素：影响叶绿素合成的因素：影响叶绿素合成的因素：影响叶绿素合成的因素： 2.叶绿体色素的分布及功能叶绿体色素的分布及功能 n分布：叶绿体类囊体的薄膜上。分布：叶绿体类囊体的薄膜上。 n绝大多数叶绿体色素的功能是吸收太

11、阳光能，绝大多数叶绿体色素的功能是吸收太阳光能， 这类色素叫这类色素叫聚光色素聚光色素。如：大多数叶绿素。如：大多数叶绿素a 和全部的叶绿素和全部的叶绿素b、胡萝卜素、叶黄素。、胡萝卜素、叶黄素。 n既能吸收光能，又能接受其他色素传递来的既能吸收光能，又能接受其他色素传递来的 光能，最终将光能转换为电能的色素叫光能，最终将光能转换为电能的色素叫反应反应 中心色素中心色素。如：少数特殊状态的叶绿素。如：少数特殊状态的叶绿素a。 n叶绿体色素的功能：吸收光能、传递光能、转化叶绿体色素的功能：吸收光能、传递光能、转化 光能光能(只有少数处于特殊状态的叶绿素只有少数处于特殊状态的叶绿素a)。 n能量在

12、色素之间的传递效率很高，类胡萝卜素所能量在色素之间的传递效率很高，类胡萝卜素所 吸收的光能传给叶绿素吸收的光能传给叶绿素a的效率可达的效率可达100%。这样。这样 聚光色素就像透镜把光束集中到焦点一样，把大聚光色素就像透镜把光束集中到焦点一样，把大 量的光能吸收、聚集，并迅速传递给反应中心色量的光能吸收、聚集，并迅速传递给反应中心色 素，然后转换城电能。素，然后转换城电能。 练习练习： (2008江江苏苏高考高考)分别在分别在A、B、C 3个研个研钵钵中加中加2 g剪剪 碎的新碎的新鲜鲜菠菜菠菜绿绿叶，并按下表所示添加叶，并按下表所示添加试剂试剂，经经研研 磨、磨、过滤过滤得到得到3种不同种不

13、同颜颜色的溶液，即深色的溶液，即深绿绿色、黄色、黄绿绿 色色(或褐色或褐色)、几乎无色。、几乎无色。 处理处理ABC SiO2(少量少量) CaCO3(少量少量) 95%乙醇乙醇(10 mL) 蒸馏水蒸馏水(10 mL) 注：注：“”表示加；表示加；“”表示不加。表示不加。 试回答：试回答： (1)A处理得到的溶液颜色是处理得到的溶液颜色是_，原因是，原因是 _ (2)B处理得到的溶液颜色是处理得到的溶液颜色是_，原因是，原因是 _ (3)C处理得到的溶液颜色是处理得到的溶液颜色是_，原因，原因是是_ 答案答案(1)黄黄绿绿色部分叶色部分叶绿绿素受到破坏素受到破坏 (2)几乎无色叶几乎无色叶绿

14、绿素不溶于水素不溶于水 (3)深深绿绿色大量叶色大量叶绿绿素溶于乙醇素溶于乙醇 解析解析加入少量加入少量CaCO3可以防止叶绿素受到可以防止叶绿素受到 破坏，破坏，95%的乙醇能溶解叶绿素，而蒸馏水的乙醇能溶解叶绿素，而蒸馏水 是作为对照是作为对照(叶绿素不溶于水叶绿素不溶于水)。通过比较可。通过比较可 知，知，A由于没有加入少量由于没有加入少量CaCO3，部分叶绿素，部分叶绿素 受到破坏，处理得到的滤液颜色是黄绿色；受到破坏，处理得到的滤液颜色是黄绿色； B虽加了少量虽加了少量CaCO3，但没加乙醇，只加了蒸，但没加乙醇，只加了蒸 馏水，由于叶绿素不溶于水，处理得到的滤馏水，由于叶绿素不溶于

15、水，处理得到的滤 液几乎无色；液几乎无色；C加入少量的加入少量的CaCO3和乙醇，没和乙醇，没 加蒸馏水，由于大量叶绿素溶于乙醇中，处加蒸馏水，由于大量叶绿素溶于乙醇中，处 理得到的滤液颜色是深绿色。理得到的滤液颜色是深绿色。 大多数高等植物叶肉细胞内含有大多数高等植物叶肉细胞内含有50200个叶绿体。个叶绿体。 在电子显微镜下，可以观察到叶绿体有亚显微结构。在电子显微镜下，可以观察到叶绿体有亚显微结构。 一个典型的叶绿体由叶绿体膜、基粒和基质组成。一个典型的叶绿体由叶绿体膜、基粒和基质组成。 (1)实验实验成功的关成功的关键键 叶片要新叶片要新鲜鲜、颜颜色要深色要深绿绿。 滤滤液收集后，要及

16、液收集后，要及时时用棉塞将用棉塞将试试管口管口 塞塞紧紧，以免，以免滤滤液液挥发挥发。 滤滤液液细线细线不不仅仅要要细细、直，而且要含有、直，而且要含有 比比较较多的色素。多的色素。 滤纸滤纸上的上的滤滤液液细线细线不能浸入不能浸入层层析液中。析液中。 n(1)连续光谱：可见光连续光谱：可见光三棱镜三棱镜 赤、橙、黄、绿、青、蓝、紫。赤、橙、黄、绿、青、蓝、紫。 n(2)吸收光谱：可见光吸收光谱：可见光色素溶液色素溶液 三棱镜三棱镜红光、蓝光、紫光区红光、蓝光、紫光区 出现强暗带，绿光区几乎无变化出现强暗带，绿光区几乎无变化(说明说明 对绿光吸收非常少对绿光吸收非常少)。 n不同颜色的光线会对

17、植物的生长发育不同颜色的光线会对植物的生长发育 产生不同的影响。产生不同的影响。 n叶绿体中的色素只吸收可见光，而对叶绿体中的色素只吸收可见光，而对 红外光和紫外光等不吸收。红外光和紫外光等不吸收。 n叶绿素对红光和蓝紫光的吸收量大，叶绿素对红光和蓝紫光的吸收量大， 类胡萝卜素对蓝紫光的吸收量大，但对类胡萝卜素对蓝紫光的吸收量大，但对 其他波段的光并非不吸收，只是吸收量其他波段的光并非不吸收，只是吸收量 较少。较少。 解析解析加入少量加入少量CaCO3可以防止叶绿素受到可以防止叶绿素受到 破坏，破坏，95%的乙醇能溶解叶绿素，而蒸馏水的乙醇能溶解叶绿素，而蒸馏水 是作为对照是作为对照(叶绿素不溶于水叶绿素不溶于水)。通过比较