捕獲光能的色素和結(jié)構(gòu)課件2023-2024學(xué)年高一上學(xué)期生物人教版必修1

捕獲光能的色素和結(jié)構(gòu)一、綠葉中色素的提取和分離（一）原理提取原理

綠葉中的色素能夠溶解在有機(jī)溶劑無水乙醇中，所以，可以用無水乙醇提取綠葉中的色素。分離原理綠葉中的色素不只有一種，它們都能溶解在層析液中，但不同的色素溶解度不同。溶解度高的隨層析液在濾紙上擴(kuò)散得快，反之則慢。這樣，綠葉中的色素就會(huì)隨著層析液在濾紙上的擴(kuò)散而分開。（二）方法紙層析法新鮮菠菜葉（三）選材新鮮的綠葉（如菠菜的綠葉）選新鮮綠色的葉片，使濾液中的色素含量高（四）步驟1.提取綠葉中的色素將綠葉的主葉脈剪去，剪碎葉片，放入研缽中。1放入少許二氧化硅和碳酸鈣，再加入5~10mL無水乙醇。迅速、充分地進(jìn)行研磨。利用基部放有單層尼龍布的玻璃漏斗對(duì)研磨液進(jìn)行過濾。將濾液收集到試管中，及時(shí)用棉塞將試管口塞嚴(yán)。2345研磨時(shí)加入無水乙醇，目的是溶解色素。研磨時(shí)加入二氧化硅，目的是研磨充分。研磨時(shí)加入碳酸鈣，目的是防止色素被破壞（保護(hù)色素）。迅速充分研磨目的是為了防止乙醇揮發(fā)，防止色素分解。用單層尼龍布能過濾葉脈及SiO2等研磨液中的雜質(zhì)。不能用濾紙過濾，濾紙會(huì)吸附色素，降低濾液中色素的含量，使實(shí)驗(yàn)效果不明顯。加塞棉塞目的是減少乙醇揮發(fā)，防止色素氧化。2.制備濾紙條

將干燥的定性濾紙剪成寬度略小于試管直徑、長度略小于試管長度的濾紙條，再將濾紙條一端剪去兩角，并在距這一端底部1cm處用鉛筆畫一條細(xì)的橫線。濾紙預(yù)先干燥處理，干燥濾紙透性好、吸收濾液多，使層析液在濾紙上快速擴(kuò)散。濾紙條下端要剪去兩角，使層析液同步到達(dá)濾液細(xì)線，防止色素帶不整齊（避免邊緣效應(yīng)）3.畫濾液細(xì)線

用毛細(xì)吸管吸取少量濾液，沿鉛筆線均勻地畫出一條細(xì)線，待濾液干后，再重畫一到兩次。

（也可將濾液倒入培養(yǎng)皿，再用蓋玻片蘸取濾液，在橫線處按壓出均勻的細(xì)線）。濾液細(xì)線要求細(xì)、直、齊；使分離出的色素帶平整不重疊濾液細(xì)線干燥后再重畫1-2次，為積累更多色素，使分離后色素帶清晰分明。4.分離綠葉中的色素

將適量的層析液倒入試管中，將濾紙條（有濾液細(xì)線的一端朝下）輕輕插入層析液中，隨后用棉塞塞緊試管口。也可用小燒杯代替試管，用培養(yǎng)皿蓋住小燒杯。濾液細(xì)線不能觸及層析液，防止色素直接溶解于層析液中而無法得到色素帶加棉塞或加蓋的目的是防止層析液揮發(fā)5.觀察與記錄胡黃ab①提取色素②制備濾紙條③畫濾液細(xì)線④分離色素研磨過濾收集濾液干燥濾紙剪濾紙條鉛筆畫線吸取濾液用濾液畫線重復(fù)畫線葉綠體中色素的提取和分離實(shí)驗(yàn)步驟歸納⑤觀察與記錄過程注意事項(xiàng)操作目的提取色素1選鮮嫩、深綠色的葉片2研磨時(shí)加無水乙醇3加少量SiO2和CaCO34迅速、充分研磨5盛濾液的試管管口加棉塞分離色素1濾紙預(yù)先干燥處理2濾液細(xì)線：直、細(xì)、均勻3濾液細(xì)線干燥后重復(fù)畫一兩次4濾液細(xì)線不觸及層析液使濾液中色素含量高溶解葉綠體中的色素研磨充分和保護(hù)葉綠素防止乙醇蒸發(fā)，并充分溶解色素防止乙醇揮發(fā)和色素氧化使層析液在濾紙上擴(kuò)散速度快使分離的色素帶平整、不重疊使分離的色素帶清晰分明防止色素直接溶解到層析液中實(shí)驗(yàn)中的注意事項(xiàng)和操作目的歸納（五）實(shí)驗(yàn)異常結(jié)果分析1.色素帶全部較淺或沒有的可能原因2.葉綠素a和葉綠素b色素帶較淺或者沒有的可能原因3.濾紙條色素帶重疊①研磨不充分或未加SiO2，色素未能充分提取出來（淺）②材料過少或無水乙醇過多，色素溶液濃度?。\）③畫濾液細(xì)線的次數(shù)偏少（淺）或忘記畫濾液細(xì)線（沒有）④濾液細(xì)線接觸層析液，且時(shí)間較長，色素溶解到層析液中（沒有）①選取的葉片是嫩黃葉或者老葉②未加CaCO3，葉綠素部分被破壞③色素提取液放置時(shí)間過長，導(dǎo)致葉綠素分解濾紙條沒經(jīng)干燥處理，濾液細(xì)線未達(dá)到細(xì)、直的要求，導(dǎo)致色素?cái)U(kuò)散不一致例.[2019·江蘇卷]如圖為某次光合作用色素紙層析的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，樣品分別為新鮮菠菜葉和一種藍(lán)藻經(jīng)液氮冷凍研磨后的乙醇提取液。下列敘述正確的是(

)A.研磨時(shí)加入CaCO3過量會(huì)破壞葉綠素B.層析液可采用生理鹽水或磷酸鹽緩沖液C.在敞開的燒杯中進(jìn)行層析時(shí)，需通風(fēng)操作D.實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了該種藍(lán)藻沒有葉綠素bD例.如圖1所示為某生物興趣小組利用韭菜宿根進(jìn)行相關(guān)實(shí)驗(yàn)的流程，請(qǐng)分析回答下列問題：(1)提取色素時(shí)為了研磨充分應(yīng)加入__________，紙層析法分離色素的原理是__________________________________________________________________。(2)紙層析法分離色素的“結(jié)果①”如圖2所示，其中共有的色素帶的顏色是____________，據(jù)此能得出的結(jié)論是___________________。SiO2色素在層析液中的溶解度不同，溶解度高的隨層析液在濾紙條上擴(kuò)散的快，反之則慢橙黃色、黃色葉綠素的形成需要光例.如圖1所示為某生物興趣小組利用韭菜宿根進(jìn)行相關(guān)實(shí)驗(yàn)的流程，請(qǐng)分析回答下列問題：(3)將剛制備的等量的韭菜和韭黃的色素濾液放在陽光與三棱鏡之間，“結(jié)果②”吸收光譜最明顯的差異出現(xiàn)在______(填“藍(lán)紫”或“紅”)光區(qū)域。將制得的韭菜色素濾液放在強(qiáng)光下曝光1～2h，再重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)，其結(jié)果與韭黃色素濾液的實(shí)驗(yàn)結(jié)果基本一致，其原因是______________________________。(4)一分子葉綠素中含有一個(gè)Mg2＋(可被H＋、Cu2＋等置換)。將韭菜色素濾液用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%的HCl溶液處理一段時(shí)間后，其顏色與研磨過程中未加入________時(shí)的顏色相似。紅葉綠素不穩(wěn)定，在強(qiáng)光下易分解CaCO3二、色素的種類及對(duì)光的吸收吸收光能的色素分布在類囊體薄膜上葉綠素的功能：吸收、傳遞、轉(zhuǎn)化光能

P98.陽光是由不同波長的光組合成的復(fù)合光，在穿過三棱鏡時(shí)，不同波長的光會(huì)分散開，形成不同顏色的光帶，稱為光譜。

分別讓不同顏色的光照射色素溶液，就可以得到色素溶液的吸收光譜。光吸收量葉綠素b葉綠素a類胡蘿卜素波長/nm①葉綠素主要吸收紅光和藍(lán)紫光；②葉綠素a和葉綠素b的吸收峰值不同；類胡蘿卜素和葉綠素的吸收峰值不同③類胡蘿卜素主要吸收藍(lán)紫光，不吸收紅光；④葉綠體中的色素只吸收可見光，而對(duì)紅外光和紫外光等不吸收。溫室或大棚種植蔬菜時(shí)，應(yīng)選擇什么顏色的玻璃、塑料薄膜或補(bǔ)充光源？葉片呈綠色的原因？秋天葉片變黃的原因？楓葉秋天變紅色的原因？學(xué)以致用知識(shí)拓展比較項(xiàng)目光合色素細(xì)胞液色素存在部位葉綠體液泡溶解性脂溶性水溶性代表種類類胡蘿卜素和葉綠素花青素顏色橙黃、黃、綠紅、藍(lán)、紫顏色變化不隨pH改變變化顏色隨pH改變變化顏色紅莧菜：炒菜菜湯出色，因?yàn)槭撬苄缘幕ㄇ嗨?。胡蘿卜：炒菜菜湯不出色，因?yàn)槭侵苄缘暮}卜素。植物色素例.（2017年海南卷）將葉綠體懸浮液置于陽光下，一段時(shí)間后發(fā)現(xiàn)有氧氣放出。下列相關(guān)說法正確的是（

）A.離體葉綠體在自然光下能將水分解產(chǎn)生氧氣B.若將葉綠體置于紅光下，則不會(huì)有氧氣產(chǎn)生C.若將葉綠體置于藍(lán)紫光下，則不會(huì)有氧氣產(chǎn)生D.水在葉綠體中分解產(chǎn)生氧氣需要ATP提供能量A例.(2022匯編)下列關(guān)于高等植物葉綠體及分布其中的色素的敘述，正確的是(

)A.鎂是構(gòu)成葉綠素的必需成分，植物缺乏鎂會(huì)導(dǎo)致葉片發(fā)黃B.通常，紅外光和紫外光可被葉綠體中的色素吸收用于光合作用C.黑暗中生長的植物幼苗葉片呈黃色是