5.4.1捕获光能的色素和结构高一生物课堂精优课件（人教版2019必修1）

大多数叶子为何呈现绿色？秋天时叶子为何变成黄色？枫叶为何是红色的？5.4能量之源-光与光合作用（一）捕获光能的色素和结构学习目标：1.理解“绿叶中色素的提取和分离”的实验原理和方法（重、难点）2.说出绿叶中色素的种类和作用（重点）。3.运用结构与功能相适应的观念，解释叶绿体适于进行光合作用的结构特点。（重点）

光合作用是唯一能够捕获和转化光能的生物学途径。因此，有人称光合作用是地球上最重要的化学反应。在植物工厂里，人工光源可以为植物的生长源源不断地提供能量。在自然界，则是万物生长靠太阳。太阳光能的输入、捕获和转化是生物圈得以维持运转的基础。

无论是在植物工厂里，还是在自然界，植物捕获光能要依靠特定的物质和结构。玉米（白化苗）玉米（正常苗）白化苗由于不含绿色色素，无法进行光合作用，待种子中贮存的养分耗尽就会死亡。可见光合作用与叶片中的色素有关。捕获光能的色素1.怎样提取和分离绿叶中的色素呢？原理分别是什么？3.过滤时选用单层尼龙布而不用滤纸的原因？收集滤液后试管口为什么要加棉塞？自主学习阅读课本P98-99实验部分回答下列问题：2.本实验研磨时加入无水乙醇、二氧化硅和碳酸钙的目的？5min4.制备滤纸条时需剪去两角的目的是什么？5.画滤液细线时要求怎样操作？目的是？6.放置滤纸条时，为什么不能让滤液细线触及层析液？探究·实践《绿叶中色素的提取与分离》一、提取色素的原理：

绿叶中色素能够溶解在有机溶剂无水乙醇中，因此可用无水乙醇（可用质量分数为95%的乙醇加入无水碳酸钠代替）等有机溶剂来提取。1.色素的提取研磨取材(5g新鲜深绿的叶片，剪碎）:加入

、

、

。过滤(单层尼龙布)色素含量高无水乙醇二氧化硅碳酸钙收集(棉塞封口)使研磨更加充分防止研磨时色素被破坏溶解色素防止乙醇挥发和色素氧化。滤纸对色素的吸附较强，会导致滤液中色素含量减少。迅速且充分。保证色素释放的更加充分且乙醇挥发量少。二、分离色素的原理：不同色素在层析液中的溶解度不同。溶解度高的色素，在滤纸上随层析液的扩散速度快；溶解度低的色素，在滤纸上随层析液的扩散速度慢。由石油醚、丙酮、苯按一定比例混合而成。

纸层析法

纸层析法剪去两角的目的是什么？防止层析液在边缘扩散过快，使色素在滤纸上扩散均匀1cm铅笔细线滤液细线细、直、匀使分离出的色素带平整不重叠积累更多的色素，使分离出的色素带清晰明显a、制备滤纸条b、画滤液细线2.色素的分离重复2—3次怎样操作，目的是什么？防止层析液中的成分挥发滤纸条的放置（1）有滤液细线的一端朝下（2）下端应插入层析液中（3）滤液细线不能触及层析液防止色素溶解于层析液中而无法分离C、分离绿叶中的色素：层析液4、实验结果及分析：叶绿素a叶绿素b胡萝卜素叶黄素①色素带的条数与色素种类有关，四条色素带说明有四种色素。②色素带的宽窄与含量有关，色素带越宽说明这种色素含量越多。③色素带扩散速度与溶解度有关，在滤纸条上分布越高，说明扩散速度越快，溶解度越大。（橙黄色）（黄色）（蓝绿色）（黄绿色）不稳定，低温易分解上下类胡萝卜素叶绿素（含量约占3/4）（含量约占1/4）叶绿素a叶绿素b胡萝卜素叶黄素（橙黄色）（黄色）（蓝绿色）（黄绿色）探究·实践《绿叶中色素的提取与分离》绿叶中的光合色素有4种，可以归纳为两类：知识拓展：---影响色素合成的因素1.光照

光是叶绿素合成的必要条件。植物在黑暗中不能合成叶绿素，使叶子发黄的现象，称为黄化现象。正常韭菜韭黄2.温度高温和低温都会抑制叶绿素的合成，破坏已有的叶绿素分子，从而使叶片变黄。3.矿质元素：氮、镁是构成叶绿素的组分，缺镁导致叶片发黄4.水：叶片缺乏水不但影响叶绿素的合成，而且促进已合成的叶绿素加速分解，造成叶片发黄5、异常现象的分析A.滤纸条上色素带过浅，其原因有：④选材不当，未选择新鲜绿叶或称取的新鲜绿叶量过少，色素含量少。②一次加入大量的无水乙醇，使色素提取液浓度太低。⑤未加碳酸钙或加入的过少，色素分子（主要是叶绿素）被破坏。①未加SiO2，研磨不充分或研磨速度太慢，乙醇挥发，色素未能充分提取出来。正常分离③划滤液细线的次数太少，滤纸条上的色素含量少。B.滤纸条无色素带，其原因有：①用清水代替乙醇进行提取

②层析时，滤液细线触及层析液，且时间较长，色素全部溶解到层析液中

5、异常现象的分析C.滤纸条上的色带重叠①.滤纸条上的滤液细线画得过粗或不整齐②.滤纸条没经干燥处理拓展实验

在圆心处滴加适量滤液，待干燥后再滴加适量层析液进行层析，会看到什么现象？会出现四个同心圆的色素带，从外往里依次为

。胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a、叶绿素b探究·实践《绿叶中色素的提取与分离》如图表示某同学做“绿叶中色素的提取和分离”实验的改进装置。此同学应将提取到的滤液滴在_________（“a”或“b”）处，棉线灯芯下端应浸没在_________中。实验结果得到四个不同颜色的同心圆，排列在最内侧的色素是___________（填色素的名称）。探究·实践《绿叶中色素的提取与分离》层析液叶绿素ba深化拓展【针对训练】

C对点练1.分别在A、B、C三个研钵中加2克剪碎的新鲜菠菜绿叶，并按下表所示添加试剂（如下表所示），经研磨、过滤得到三种不同颜色的溶液，即：深绿色、黄绿色（或褐色）、几乎无色。处理ABCSiO2（少量）+++CaCO3（少量）－++95%乙醇（10毫升）+－+蒸馏水（10毫升）－+－注：“+”表示加；“－”表示不加。溶液颜色原因ABC黄绿色部分叶绿素受到破坏几乎无色深绿色叶绿素不溶于水大量叶绿素溶于乙醇中（1）（2）分别对绿叶和嫩黄叶做色素的提取和分离实验，若色素层析结果如下图，则绿叶组的滤纸条是____（填字母），判断依据是_____________________________；嫩黄叶组的滤纸条是____（填字母），判断依据是_____________________________。AB叶绿素a带和叶绿素b带较宽叶绿素a带和叶绿素b带较窄对点练1.分别在A、B、C三个研钵中加2克剪碎的新鲜菠菜绿叶，并按下表所示添加试剂（如下表所示），经研磨、过滤得到三种不同颜色的溶液，即：深绿色、黄绿色（或褐色）、几乎无色。不同色素对光的吸收差异可见光与色散光是一种电磁波，分为可见光和不可见光，可见光的波长是400-760nm。不同波长的光，颜色不同。

太阳光是由不种波长的光组合成的复合光。学科交叉思考：叶绿体中的色素对光的吸收是怎样的呢？

叶绿体中的色素主要吸收红光和蓝紫光白光白光◎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，不吸收红光叶绿素和类胡萝卜素的吸收光谱这4种色素吸收的光波长有差别，吸收峰不同，但是都可以用于光合作用。不同色素对光的吸收差异色素功能：吸收、传递、转化光能。无色透明白色光1.温室或大棚种植蔬菜时，应选择什么颜色的玻璃（或塑料薄膜）、光源？与生活联系2.阴天时或者夜间蔬菜大棚内悬挂什么颜色的灯管？（相同功率的灯管）红光或蓝紫光。植物利用光能的效率最高。1.海洋中的藻类，习惯上依其颜色分为绿藻、褐藻和红藻，它们在海水中的垂直分布大致依次是浅、中、深。这种现象与光能的捕获有关吗？教材P101拓展应用不同颜色的藻类吸收不同波长的光。藻类本身的颜色是反射出来的光。绿藻褐藻红藻水层对光波中的红、橙部分的吸收显著多于对蓝、绿部分的吸收，即到达深水层的光线是相对富含短波长的光，所以吸收红光和蓝紫光较多的绿藻分布于海水的浅层，吸收蓝紫光和绿光较多的红藻分布于海水中较深的地方。藻类含量最多的色素绿藻褐藻红藻叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，反射绿光某种叶黄素主要吸收绿光和蓝紫光，反射红黄光藻红素主要吸收蓝紫光,反射红光【针对训练】例2左下图是纸层析法分离绿叶中色素的装置图，层析后得到不同的色素带，在暗室内用红光照射四条色素带，可以看到较暗的是(@68@)。A.①②B.②③C.③④D.①④对点练2.右上图表示叶绿体中色素的吸收光谱（颜色深、浅分别表示吸收量多、少），图甲、乙分别是(@70@)。A.胡萝卜素、叶绿素的吸收光谱 B.叶绿素、类胡萝卜素的吸收光谱C.叶黄素、叶绿素的吸收光谱 D.叶黄素、胡萝卜素的吸收光谱BC基粒内膜外膜基质捕获光能的结构——叶绿体色素1.分布：绿色植物能进行光合作用的细胞2.形态：一般呈扁平的椭球形或球形4.功能：光合作用的场所。3.结构：外膜内膜基粒由两个以上的类囊体堆叠而成，从而增大膜面积，捕光色素位于类囊体薄膜上。基质含多种光合作用所必需的酶透明，有利于光线的透过酶结论：叶绿体在光照条件下释放出O2

叶绿体的结构适于进行光合作用曝光下黑暗无空气极细光束1.恩格尔曼实验1恩格尔曼实验的巧妙之处有哪些？1.选材好。选用水绵和好氧细菌作为实验材料。水绵的叶绿体呈螺旋式带状，便于观察。好氧细菌可准确显示出产生O2的部位。2.选用没有空气的环境。可排除氧气的干扰。3.黑暗中用极细光束照射水绵。用极细光束照射，叶绿体上可分为获得光照和无光照的部位，相当于一组对照实验。4.进行黑暗(局部光照)和完全暴露在光下的对照实验。明确实验结果完全是由光照引起的等。分析：这一巧妙的实验说明了什么？叶绿体的结构适于进行光合作用叶绿体主要吸收红光和蓝紫光用于光合作用，放出氧气

用透过三棱镜的光照射水绵临时装片，发现好氧细菌聚集在红光和蓝紫光区域。恩格尔曼第二个实验小结：叶绿体是光合作用的场所，并且能够吸收特定波长的光。叶绿体内部巨大的膜表面上，分布着许多吸收光能的色素分子，在类囊体膜上和叶绿体基质中，还有很多进行光合作用所必需的酶。光合作用与能量转化绿叶中色素的提取和分离叶绿体的结构适于进行光合作用实验原理实验过程实验结论无水乙醇，层析液叶绿素类胡萝卜素红光蓝紫光蓝紫光色素叶黄素胡萝卜素叶绿素a叶绿素b（蓝绿色）（黄绿色