5.4.1捕获光能的色素和结构课件【知识专讲精研】高一上学期生物人教版必修一

叶子概念车叶子概念车是一款能够充分利用太阳能、风能以及空气中的二氧化碳从而产生电能驱动的新能源汽车。车顶的大叶子是一个光电转化器，能把太阳能转化为电能。5.4

光合作用和能量转化一、

捕获光能的色素和结构玉米中有时会出现白化苗，由于白化苗叶片中不含绿色色素，所以白化苗由于不能进行光合作用，待种子中的营养成分消耗完后就会死亡。白化苗和正常苗可见，叶片中的色素可能与光能的捕获有关叶片中含有哪些色素？作用是什么？怎样提取这些色素呢？证明：光合作用需要色素，有色素才能将光能转化为化学能1.实验原理（1）提取色素:绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂_______________中。（2）分离色素:各种色素在___________中的__________不同,溶解度高的随层析液在滤纸条上的_____________,反之则慢。无水乙醇层析液溶解度扩散更快2.实验目的（1）进行绿叶中色素的提取和分离（2）探究绿叶中含有几种色素一、捕获光能的色素探究实验：绿叶中色素的提取和分离3.材料用具新鲜的绿叶（如菠菜的绿叶）无水乙醇：层析液：二氧化硅：碳酸钙：溶解、提取色素分离色素有助于研磨得充分防止研磨中色素被破坏（色素含量高）（可用体积分数95%的乙醇＋无水碳酸钠代替）（由石油醚+丙酮+苯组成）4.实验步骤称取5

g菠菜叶，剪去主叶脉，剪碎，放入研钵中加少许的二氧化硅、碳酸钙与10

ml无水乙醇，迅速充分研磨将研磨液迅速倒入玻璃漏斗中(单层尼龙布)进行过滤将滤液收集到试管中，用棉塞将试管口塞严（1）提取绿叶的色素提取方法：过滤法（减少乙醇挥发和色素氧化）（减少乙醇挥发充分溶解色素）不用滤纸、纱布，因色素会吸附在上面使层析液在滤纸上快速扩散防止层析液在边缘扩散过快而致色素带不整齐水性笔墨的色素也能随层析液扩散，污染从绿叶中提取的色素细、直、匀：使分离的色素带平整不重叠积累更多色素，使分离出的色素带清晰（2）制备滤纸条（3）画滤液细线1cm★要求：细、直、匀；重复几次层析液（4）分离绿叶中的色素分离方法：纸层析法原理：溶解度高的色素随层析液在滤纸上_____________;反之，则慢。扩散得快

将滤纸条有滤液细线的一端插入__________。层析液（1）为何滤液细线不能触及层析液？防止色素溶解在层析液而不能在滤纸上扩散（2）为何要盖上培养皿？防止层析液挥发，因其易挥发且有毒分离绿叶中的色素效果图（橙黄色）（黄色）（蓝绿色）（黄绿色）叶绿素a叶绿素b胡萝卜素叶黄素1、色素带位置不同说明什么？2、色素带宽窄不同说明什么？含量不同溶解度不同5.实验结果实验异常现象的原因分析1.若色素提取液颜色过浅，可能原因有：①未选择新鲜、浓绿色的叶片，或称取绿叶过少，色素含量少；②加入的无水乙醇过多，色素溶液浓度小；③未加碳酸钙或加入过少，叶绿素部分被破坏；④未加SiO2致研磨不充分，或研磨太慢使乙醇挥发，色素未能充分提取。2.若分离得到的色素带颜色较浅，可能原因有：⑤画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。同以上4点提取液色素带提示：可从材料选取、药品加入、实验操作等方面分析3.若滤纸上色素带重叠：滤纸未干燥处理,滤液细线没达细直匀的要求。色素溶液测定色素对不同波长光的吸收情况，而色素颜色由其反射的光所决定。实验结论：叶绿素主要吸收蓝紫光和红光；类胡萝卜素主要吸收蓝紫光。400500600700叶绿素a叶绿素b类胡萝卜素思考：4种不同色素对光的吸收有什么差别呢？吸收光能的百分比波长/nm树叶为什么是绿色？叶绿素对绿光吸收最少，绿光被反射回来。绿叶中光合色素的种类叶绿素（含量约占3/4）叶绿素a（蓝绿色）叶绿素b（黄绿色）类胡萝卜素（含量约占1/4）胡萝卜素（橙黄色）叶黄素

（黄色）（主要吸收：蓝紫光）（主要吸收：蓝紫光和红光）胡黄ab光合色素的功能：吸收、传递和转化光能总结：光合色素的种类、功能1.某同学得到叶绿体色素溶液后，取一圆形滤纸，在滤纸中央滴一滴色素提取液，再滴一滴层析液，色素随层析液扩散得到如图结果，则1、2、3、4四条色素带依次表示A.胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a、叶绿素bB.叶黄素、胡萝卜素、叶绿素a、叶绿素bC.叶绿素a、叶绿素b、胡萝卜素、叶黄素D.叶绿素b、叶绿素a、胡萝卜素、叶黄素A【随堂应用】一、捕获光能的色素绿叶中色素的提取和分离分析：为什么植物春夏叶子翠绿?而深秋则叶片金黄呢？由于叶绿素的含量大大超过类胡萝卜素，而使类胡罗卜素的颜色被掩盖，只显示出叶绿素的绿色低温使叶绿素大量破坏，而使类胡萝卜素的颜色显示出来变红是因为低温使叶绿素大量破坏，树叶中生成花青素。二、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①吸收光能的色素分布在

上。②叶绿体内有众多的基粒和类囊体，作用是

。类囊体薄膜极大地扩展了受光面积，提供了酶附着位点无空气的黑暗环境，极细光束照射暴露在光下资料1：[德]恩格尔曼第一个实验叶绿体的功能第一组第二组现象：需氧细菌只向叶绿体被光束照射到的部位集中。处理：需氧细菌分布在叶绿体所有受光的部位。结论：氧气是由叶绿体释放出来的，叶绿体是光合作用的场所。该实验中是如何形成对照的？排除O2和光的干扰极细光照射与不照光、黑暗与完全曝光形成对照分析：这一巧妙的实验说明了什么？叶绿体主要吸收红光与蓝紫光用于光合作用放出O2。恩格尔曼第二个实验叶绿体是进行光合作用的场所。处理：用三棱镜的光照射水绵临时装片现象：需氧细菌聚集在红光和蓝紫光区域2、恩格尔曼在选材、实验设计上有什么巧妙之处？思考·讨论（1）选材：实验材料选择水绵和需氧细菌，①水绵的叶绿体呈螺旋式带状，便于观察，②用需氧细菌可确定释放氧气多的部位；（2）设计：①没有空气的黑暗环境排除了氧气和光的干扰；②用极细的光束照射，叶绿体上有光照多和光照少的部位，相当于一组对比实验；③进行黑暗(局部光照)和曝光对比实验，从而明确实验结果完全是光照引起的；④临时装片暴露在光下的实验再一次验证了实验结果，等等。(1)结构外表：①_______内部②_____③______：由_________堆叠而成↓决定(2)功能：进行____________的场所。双层膜基质基粒类囊体光合作用(3)物质基础在叶绿体内部巨大的膜表面上，分布着许多吸收光能的