5．4．1捕獲光能的色素和結(jié)構(gòu)（共28）

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第4節(jié)

光合作用和能量轉(zhuǎn)化

添加紅光的大棚

添加藍(lán)光的大棚

問題探討：

不同顏色的光照對植物光合作用有影響嗎？

現(xiàn)代溫室大棚的“神器”

紅色日光燈

紅色/藍(lán)色LED燈

二氧化碳發(fā)生器

綠色植物儲存在有機(jī)物中的能量來自哪里呢？

太陽的光能又是通過什么途徑進(jìn)入植物體內(nèi)的？

光合作用是唯一能捕獲和轉(zhuǎn)化光能的途徑。

為什么有些植物的葉片在不同時期顏色不同呢？

一、捕獲光能的色素和結(jié)構(gòu)

綠葉中究竟有哪些種類的色素呢？？

如果整株植物的細(xì)胞都沒有色素，會怎樣呢？

1、研磨過程中加入無水乙醇、SiO2、CaCO3的作用是什么？

2、將濾液收集到試管中后，為什么要用棉塞將試管口塞嚴(yán)？

3、濾紙條一端為什么要剪去兩角？

4、畫濾液細(xì)線時應(yīng)注意什么？

5、為什么不能讓濾液細(xì)線觸及層析液？

自主學(xué)習(xí)：閱讀課本P97-98，并思考以下幾個問題

（1）捕獲光能的色素

[實驗原理]

提取:

分離:

[實驗?zāi)康腯

提取和分離綠葉中的色素，探究綠葉中色素的種類

用層析液分離色素

用無水乙醇提取色素

（溶解色素）

（色素在層析液中溶解度不同，溶解度高的隨層析液擴(kuò)散得快。）

探究：綠葉中色素的提取和分離

紙層析法

[實驗材料用具]

新鮮的綠葉（深綠）（如菠菜的綠葉）

無水乙醇（可用體積分?jǐn)?shù)95%的乙醇，加入適量無水碳酸鈉，除去乙醇中水分）

層析液

二氧化硅和碳酸鈣。

（色素含量高）

[實驗步驟]

1.提取綠葉中的色素

a.研磨:

材料:5g鮮葉

藥品

SiO2

CaCO3

無水乙醇

使研磨充分

防止色素破壞

溶解色素

★要求：要迅速、充分

b.過濾：獲取綠色濾液

★注意用棉塞將試管口塞嚴(yán)

防止溶劑揮發(fā)和色素分子被氧化

單層尼龍布：

濾紙、紗布會吸收色素

a、制備濾紙條：

干燥的定性濾紙

2.色素的分離（紙層析法）

為什么要剪去兩角？

減少邊緣效應(yīng)，使濾液同時到達(dá)濾液細(xì)線。

b、畫濾液細(xì)線

★要求：細(xì)、直、齊

注意：待濾液干后，再畫一兩次。使分離色素帶清晰

C、分離色素：

為何濾液細(xì)線不能觸及層析液？

（防止色素溶解在層析液中）

為何要蓋上培養(yǎng)皿？

（防止層析液揮發(fā)，因其易揮發(fā)且有毒）

3.實驗結(jié)果

胡蘿卜素

葉黃素

葉綠素a

葉綠素b

1.濾紙條上有幾條色素帶？按什么次序分布？

*

*

2.濾紙條上色素的分布情況說明了什么？

有四條色素帶，從上往下依次為橙黃色、黃色、藍(lán)綠色、黃綠色的色素帶。

說明綠葉中有4種色素，它們在層析液的溶解度不同，隨層析液在濾紙上擴(kuò)散的速度也不一樣。

討論：

*

異?，F(xiàn)象的分析

若色素提取液呈淡綠色的，其原因有

①選取的葉片顏色不是濃綠色或稱取的綠葉過少或放置數(shù)天的菠菜葉，色素含量少

②加入的無水乙醇過多，色素溶液濃度小

③未加碳酸鈣或加入的過少，色素分子部分破壞

④研磨不充分，色素未能充分提取出來

若色素帶顏色較淺，其原因有

⑤劃濾液細(xì)線的次數(shù)太少，濾紙條上的色素含量少

⑥層析時，部分濾液細(xì)線已觸及層析液

同上4點

提取液

色素帶

注意事項

1.因無水乙醇和層析液都是易揮發(fā)且有一定毒性的有機(jī)溶劑，所以研磨要快，收集的濾液要用棉塞塞住，層析時要加蓋，盡量減少有機(jī)溶劑的揮發(fā)。

2.在研磨時要加少許二氧化硅，目的是為了研磨充分，有利于色素的提?。患由僭S碳酸鈣的目的是為了防止研磨過程中，葉綠體中的色素受到破壞。

3.制備濾紙條時，要剪去兩角，可以減小邊緣效應(yīng)，使色素在濾紙上擴(kuò)散均勻，便于觀察實驗結(jié)果

葉綠素

類胡蘿卜素

（3/4）

（1/4）

葉綠素a（藍(lán)綠色）

葉綠素b（黃綠色）

胡蘿卜素（橙黃色）

葉黃素（黃色）

綠葉中的色素

1、色素的種類

思考：

2、色素的吸收光譜

葉綠素主要吸收紅光和藍(lán)紫光

類胡蘿卜素主要吸收藍(lán)紫光

2、色素的吸收光譜

葉綠素和類胡蘿卜素的吸收光譜

葉綠素a和葉綠素b主要吸收；

胡蘿卜素和葉黃素主要吸收。

藍(lán)紫光和紅光

藍(lán)紫光

因為葉綠素對綠光吸收最少，綠光被反射回來，所以葉片才呈現(xiàn)綠色。

為什么植物葉片呈現(xiàn)綠色？

這些捕獲光能的色素存在于細(xì)胞中的什么部位？

3.葉綠體的結(jié)構(gòu)適于進(jìn)行光合作用

1、葉綠體的形態(tài)(光鏡下)

一般呈扁平的橢球形或球形。

2、葉綠體的結(jié)構(gòu)(電鏡下)

基粒

葉綠體基質(zhì)

類囊體

外膜

內(nèi)膜

(色素)

結(jié)論：

氧是由葉綠體釋放出來的，光合作用需要光照。

沒有空氣的黑暗環(huán)境，極細(xì)光束照射

暴露在光下

資料1：1881年恩格爾曼的實驗

葉綠體的功能

自主預(yù)習(xí)教材P100-101，完成討論：

實驗材料：

水綿：有螺旋帶狀葉綠體

需氧細(xì)菌：集中在氧氣多的地方

恩格爾曼的實驗

自變量：

因變量：

光照、黑暗

需氧菌聚集部位

分析：這一巧妙的實驗說明了什么？

恩格爾曼第二個實驗

葉綠體是進(jìn)行光合作用的場所。

資料2:在類囊體膜上和葉綠體基質(zhì)中，含有多種進(jìn)行光合作用所必需的酶。

基粒

葉綠體基質(zhì)

類囊體

外膜

內(nèi)膜

(酶)

(酶、色素)

1、色素

葉綠體基粒的囊狀結(jié)構(gòu)的薄膜

位置

分類

葉綠素

類胡蘿卜素

葉綠素a

葉綠素b

葉黃素

胡蘿卜素

功能

吸收、傳遞、轉(zhuǎn)化光能

含量占1/4

含量占3/4