5．4．1捕获光能的色素和结构（共28）

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第4节

光合作用和能量转化

添加红光的大棚

添加蓝光的大棚

问题探讨：

不同颜色的光照对植物光合作用有影响吗？

现代温室大棚的“神器”

红色日光灯

红色/蓝色LED灯

二氧化碳发生器

绿色植物储存在有机物中的能量来自哪里呢？

太阳的光能又是通过什么途径进入植物体内的？

光合作用是唯一能捕获和转化光能的途径。

为什么有些植物的叶片在不同时期颜色不同呢？

一、捕获光能的色素和结构

绿叶中究竟有哪些种类的色素呢？？

如果整株植物的细胞都没有色素，会怎样呢？

1、研磨过程中加入无水乙醇、SiO2、CaCO3的作用是什么？

2、将滤液收集到试管中后，为什么要用棉塞将试管口塞严？

3、滤纸条一端为什么要剪去两角？

4、画滤液细线时应注意什么？

5、为什么不能让滤液细线触及层析液？

自主学习：阅读课本P97-98，并思考以下几个问题

（1）捕获光能的色素

[实验原理]

提取:

分离:

[实验目的]

提取和分离绿叶中的色素，探究绿叶中色素的种类

用层析液分离色素

用无水乙醇提取色素

（溶解色素）

（色素在层析液中溶解度不同，溶解度高的随层析液扩散得快。）

探究：绿叶中色素的提取和分离

纸层析法

[实验材料用具]

新鲜的绿叶（深绿）（如菠菜的绿叶）

无水乙醇（可用体积分数95%的乙醇，加入适量无水碳酸钠，除去乙醇中水分）

层析液

二氧化硅和碳酸钙。

（色素含量高）

[实验步骤]

1.提取绿叶中的色素

a.研磨:

材料:5g鲜叶

药品

SiO2

CaCO3

无水乙醇

使研磨充分

防止色素破坏

溶解色素

★要求：要迅速、充分

b.过滤：获取绿色滤液

★注意用棉塞将试管口塞严

防止溶剂挥发和色素分子被氧化

单层尼龙布：

滤纸、纱布会吸收色素

a、制备滤纸条：

干燥的定性滤纸

2.色素的分离（纸层析法）

为什么要剪去两角？

减少边缘效应，使滤液同时到达滤液细线。

b、画滤液细线

★要求：细、直、齐

注意：待滤液干后，再画一两次。使分离色素带清晰

C、分离色素：

为何滤液细线不能触及层析液？

（防止色素溶解在层析液中）

为何要盖上培养皿？

（防止层析液挥发，因其易挥发且有毒）

3.实验结果

胡萝卜素

叶黄素

叶绿素a

叶绿素b

1.滤纸条上有几条色素带？按什么次序分布？

*

*

2.滤纸条上色素的分布情况说明了什么？

有四条色素带，从上往下依次为橙黄色、黄色、蓝绿色、黄绿色的色素带。

说明绿叶中有4种色素，它们在层析液的溶解度不同，随层析液在滤纸上扩散的速度也不一样。

讨论：

*

异常现象的分析

若色素提取液呈淡绿色的，其原因有

①选取的叶片颜色不是浓绿色或称取的绿叶过少或放置数天的菠菜叶，色素含量少

②加入的无水乙醇过多，色素溶液浓度小

③未加碳酸钙或加入的过少，色素分子部分破坏

④研磨不充分，色素未能充分提取出来

若色素带颜色较浅，其原因有

⑤划滤液细线的次数太少，滤纸条上的色素含量少

⑥层析时，部分滤液细线已触及层析液

同上4点

提取液

色素带

注意事项

1.因无水乙醇和层析液都是易挥发且有一定毒性的有机溶剂，所以研磨要快，收集的滤液要用棉塞塞住，层析时要加盖，尽量减少有机溶剂的挥发。

2.在研磨时要加少许二氧化硅，目的是为了研磨充分，有利于色素的提取；加少许碳酸钙的目的是为了防止研磨过程中，叶绿体中的色素受到破坏。

3.制备滤纸条时，要剪去两角，可以减小边缘效应，使色素在滤纸上扩散均匀，便于观察实验结果

叶绿素

类胡萝卜素

（3/4）

（1/4）

叶绿素a（蓝绿色）

叶绿素b（黄绿色）

胡萝卜素（橙黄色）

叶黄素（黄色）

绿叶中的色素

1、色素的种类

思考：

2、色素的吸收光谱

叶绿素主要吸收红光和蓝紫光

类胡萝卜素主要吸收蓝紫光

2、色素的吸收光谱

叶绿素和类胡萝卜素的吸收光谱

叶绿素a和叶绿素b主要吸收；

胡萝卜素和叶黄素主要吸收。

蓝紫光和红光

蓝紫光

因为叶绿素对绿光吸收最少，绿光被反射回来，所以叶片才呈现绿色。

为什么植物叶片呈现绿色？

这些捕获光能的色素存在于细胞中的什么部位？

3.叶绿体的结构适于进行光合作用

1、叶绿体的形态(光镜下)

一般呈扁平的椭球形或球形。

2、叶绿体的结构(电镜下)

基粒

叶绿体基质

类囊体

外膜

内膜

(色素)

结论：

氧是由叶绿体释放出来的，光合作用需要光照。

没有空气的黑暗环境，极细光束照射

暴露在光下

资料1：1881年恩格尔曼的实验

叶绿体的功能

自主预习教材P100-101，完成讨论：

实验材料：

水绵：有螺旋带状叶绿体

需氧细菌：集中在氧气多的地方

恩格尔曼的实验

自变量：

因变量：

光照、黑暗

需氧菌聚集部位

分析：这一巧妙的实验说明了什么？

恩格尔曼第二个实验

叶绿体是进行光合作用的场所。

资料2:在类囊体膜上和叶绿体基质中，含有多种进行光合作用所必需的酶。

基粒

叶绿体基质

类囊体

外膜

内膜

(酶)

(酶、色素)

1、色素

叶绿体基粒的囊状结构的薄膜

位置

分类

叶绿素

类胡萝卜素

叶绿素a

叶绿素b

叶黄素

胡萝卜素

功能

吸收、传递、转化光能

含量占1/4

含量占3/4