捕獲光能的色素和結(jié)構(gòu)實(shí)用教案

1、 追根溯源，對(duì)于絕大多數(shù)生物追根溯源，對(duì)于絕大多數(shù)生物來(lái)說(shuō)，活細(xì)胞所需能量的最終來(lái)說(shuō)，活細(xì)胞所需能量的最終(zu zhn)源頭是太陽(yáng)能。將光能轉(zhuǎn)源頭是太陽(yáng)能。將光能轉(zhuǎn)換成細(xì)胞能夠利用的化學(xué)能的是光換成細(xì)胞能夠利用的化學(xué)能的是光合作用。進(jìn)行光合作用的細(xì)胞，首合作用。進(jìn)行光合作用的細(xì)胞，首先要能夠捕獲光能。先要能夠捕獲光能。第1頁(yè)/共43頁(yè)第一頁(yè)，共44頁(yè)。下列轉(zhuǎn)變需經(jīng)哪些生理過(guò)程才能下列轉(zhuǎn)變需經(jīng)哪些生理過(guò)程才能(cinng)(cinng)實(shí)現(xiàn)？實(shí)現(xiàn)？光能光能糖類(lèi)糖類(lèi)(tn li)(tn li)等有機(jī)物中穩(wěn)定等有機(jī)物中穩(wěn)定的化學(xué)能的化學(xué)能ATPATP中活躍中活躍(huyu)(huyu)的的化學(xué)能化

2、學(xué)能直接用于各種生命活動(dòng)直接用于各種生命活動(dòng)光合作用光合作用呼吸作用、呼吸作用、ATPATP合成合成ATPATP水解水解思考思考第2頁(yè)/共43頁(yè)第二頁(yè)，共44頁(yè)。葉片下表皮的葉片下表皮的氣孔氣孔(qkng)數(shù)量比上表皮數(shù)量比上表皮的多的多表皮表皮(biop)細(xì)胞不含葉綠體細(xì)胞不含葉綠體而分布在表皮而分布在表皮(biop)細(xì)胞之細(xì)胞之間的保衛(wèi)細(xì)胞含有葉綠體。間的保衛(wèi)細(xì)胞含有葉綠體。第3頁(yè)/共43頁(yè)第三頁(yè)，共44頁(yè)。氣孔氣孔(qkng)上表皮上表皮(biop)柵欄柵欄(zh lan)組織組織海綿海綿組織組織下表皮下表皮氣孔氣孔葉肉葉肉組織組織第4頁(yè)/共43頁(yè)第四頁(yè)，共44頁(yè)。第5頁(yè)/共43頁(yè)第五頁(yè)

3、，共44頁(yè)。.正常苗白化苗正常(zhngchng)幼苗能進(jìn)行光合作用制造有機(jī)養(yǎng)料白化苗不能進(jìn)行光合作用，無(wú)法制造(zhzo)有機(jī)養(yǎng)料這說(shuō)明(shumng)色素能夠捕獲光能。第6頁(yè)/共43頁(yè)第六頁(yè)，共44頁(yè)。 為什么大多(ddu)植物的葉片是綠色的，而有些植物的葉片不是綠色的? 為什么有些為什么有些(yuxi)植物的葉片在不同時(shí)期顏色植物的葉片在不同時(shí)期顏色不同呢？不同呢？ 植物葉片植物葉片(ypin)中到底含有哪些色素？中到底含有哪些色素？第7頁(yè)/共43頁(yè)第七頁(yè)，共44頁(yè)。（一）提取(tq)色素： 材料(cilio):新鮮綠葉5g（色素較多）提取：色素能溶解在丙酮或乙醇(y chn)等有機(jī)溶劑

4、中， 所以可用無(wú)水乙醇(y chn)提取色素 一、綠葉中色素的提取和分離一、綠葉中色素的提取和分離 試劑 ：無(wú)水乙醇 層析液 SiO2 CaCO3 用具：干燥的定性濾紙等 分離：不同色素在層析液中溶解度不同， 溶解度高的隨層析液在濾紙上擴(kuò)散速度快， 反之則慢，從而分離色素。原理：第8頁(yè)/共43頁(yè)第八頁(yè)，共44頁(yè)。方法步驟：1、提取綠葉中的色素 無(wú)水乙醇、二氧化硅、碳酸鈣的作用？2、制備濾紙條 濾紙條一端減去兩角，原因？3、畫(huà)濾液細(xì)線(xiàn) 重復(fù)畫(huà)幾次的目的(md)？4、分離綠葉中的色素 不能讓濾液細(xì)線(xiàn)觸及層析液，原因？5、觀(guān)察與記錄 有幾條不同顏色的色帶？排序怎樣？寬窄如何？這說(shuō)明了什么？實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)(

5、shyn)：綠葉中色素的提取和：綠葉中色素的提取和分離分離第9頁(yè)/共43頁(yè)第九頁(yè)，共44頁(yè)。 SiO2使研磨充分(chngfn) CaCO3 中和酸性物質(zhì)， 防止色素被破壞 無(wú)水酒精溶解色素（1）稱(chēng)取綠葉五克，剪碎，放在研缽(yn b)中（2）加入少許SiO2 、CaCO3， 再加入10毫升無(wú)水乙醇， 進(jìn)行快速(kui s)、充分的研磨1. 1.提取綠葉中的色素提取綠葉中的色素 方法步驟：方法步驟： 第10頁(yè)/共43頁(yè)第十頁(yè)，共44頁(yè)。（3）過(guò)濾：將研磨液迅速倒入玻璃漏斗（基部放置(fngzh)單層尼龍布 ），獲取綠色濾液，及時(shí)用棉塞將試管口封嚴(yán)。單層尼龍布過(guò)濾葉脈(ymi)及二氧化硅等防止(

6、fngzh)乙醇揮發(fā)第11頁(yè)/共43頁(yè)第十一頁(yè)，共44頁(yè)。畫(huà)鉛筆(qinb)細(xì)線(xiàn)將干燥的定性(dng xng)濾紙剪成稍小于試管長(zhǎng)與直徑的濾紙條，將一端減去兩角，并在距這一端1厘米處用鉛筆畫(huà)一條細(xì)線(xiàn)。 剪角的目的(md)：防止兩側(cè)色素?cái)U(kuò)散快，色素帶不整齊鉛筆線(xiàn)第12頁(yè)/共43頁(yè)第十二頁(yè)，共44頁(yè)。 用毛細(xì)吸管吸取少量濾液(ly)，沿鉛筆線(xiàn)均勻劃出一條細(xì)線(xiàn)，濾液細(xì)線(xiàn)要求(yoqi)：細(xì)、齊、直。 待濾液(ly)干后，重復(fù)1-2次， 目的：積累更多色素，使色素分離效果更明顯。第13頁(yè)/共43頁(yè)第十三頁(yè)，共44頁(yè)。4.分離色素：取適量層析液倒入燒杯中，將濾紙條輕插入層析液中（濾液細(xì)線(xiàn)不能觸及層析液，

7、以防止(fngzh)色素溶解于層析液中而無(wú)法分離），用培養(yǎng)皿蓋住（防止(fngzh)層析液揮發(fā)）。插濾紙條層析液培養(yǎng)皿 溶解度大，擴(kuò)散溶解度大，擴(kuò)散(kusn)(kusn)速度快；溶解度小，速度快；溶解度小，擴(kuò)散擴(kuò)散(kusn)(kusn)速度慢速度慢第14頁(yè)/共43頁(yè)第十四頁(yè)，共44頁(yè)。捕獲光能捕獲光能(gungnng)的色素的色素第15頁(yè)/共43頁(yè)第十五頁(yè)，共44頁(yè)。類(lèi)胡蘿卜素類(lèi)胡蘿卜素(h lu bo s)（14）葉綠素（葉綠素（34）濾液濾液(ly)細(xì)線(xiàn)細(xì)線(xiàn)葉綠體中的色素葉綠體中的色素(s s)胡蘿卜素（最窄）胡蘿卜素（最窄）葉黃素（較窄）葉黃素（較窄）葉綠素葉綠素a a（最寬）（最寬

8、）葉綠素葉綠素b b（較寬）（較寬）橙黃色橙黃色黃色黃色藍(lán)綠色藍(lán)綠色黃綠色黃綠色（一）捕獲光能的色素（一）捕獲光能的色素第16頁(yè)/共43頁(yè)第十六頁(yè)，共44頁(yè)。一、捕獲光能(gungnng)的色素色素葉綠素類(lèi)胡蘿卜素葉綠素葉綠素a a葉黃素葉黃素胡蘿卜素胡蘿卜素葉綠素主要吸收紅光和藍(lán)紫光吸收可見(jiàn)的太陽(yáng)光類(lèi)胡蘿卜素主要吸收藍(lán)紫光（藍(lán)綠色）（最寬）（黃綠色）（橙黃色）（最窄）（黃色(hungs)）含量(hnling)約占3/4含量約占1/4色素具有吸收光色素具有吸收光能、傳遞光能、能、傳遞光能、轉(zhuǎn)化光能的作用。轉(zhuǎn)化光能的作用。第17頁(yè)/共43頁(yè)第十七頁(yè)，共44頁(yè)。光與光合作用捕獲光能(gungnng

9、)的色素和結(jié)構(gòu)葉綠體是進(jìn)行光合作用葉綠體是進(jìn)行光合作用(gungh-zuyng)的場(chǎng)所。的場(chǎng)所。第18頁(yè)/共43頁(yè)第十八頁(yè)，共44頁(yè)。綠葉中的色素主要(zhyo)吸收紅光和藍(lán)紫光第19頁(yè)/共43頁(yè)第十九頁(yè)，共44頁(yè)。色素色素(s s)(s s)的吸收光譜的吸收光譜葉綠素溶液葉綠素溶液葉綠素主要葉綠素主要(zhyo)吸收紅光和藍(lán)紫光吸收紅光和藍(lán)紫光類(lèi)胡蘿卜素主要類(lèi)胡蘿卜素主要(zhyo)吸收藍(lán)紫光吸收藍(lán)紫光類(lèi)胡蘿卜素溶液類(lèi)胡蘿卜素溶液第20頁(yè)/共43頁(yè)第二十頁(yè)，共44頁(yè)。捕獲捕獲(bhu)(bhu)光能的結(jié)構(gòu)光能的結(jié)構(gòu)色素色素(s s)(s s) 酶酶 分布：主要分布在綠色植物的葉肉細(xì)胞主要分布

10、在綠色植物的葉肉細(xì)胞 形態(tài)：一般呈扁平的橢球形或球形一般呈扁平的橢球形或球形 功能：光合作用的場(chǎng)所。光合作用的場(chǎng)所。 結(jié)構(gòu)：外膜內(nèi)膜基粒由兩個(gè)以上的類(lèi)囊體堆疊由兩個(gè)以上的類(lèi)囊體堆疊(dudi)而成，類(lèi)囊體薄膜上含色素和酶而成，類(lèi)囊體薄膜上含色素和酶基質(zhì)含多種光合作用所必需的酶含多種光合作用所必需的酶透明，有利于光線(xiàn)的透過(guò)透明，有利于光線(xiàn)的透過(guò)第21頁(yè)/共43頁(yè)第二十一頁(yè)，共44頁(yè)。 含葉綠體的真核細(xì)胞能進(jìn)行光合作用，含有光合含葉綠體的真核細(xì)胞能進(jìn)行光合作用，含有光合色素的原核生物也能進(jìn)行光合作用。例如：除綠色植物色素的原核生物也能進(jìn)行光合作用。例如：除綠色植物外，不含葉綠體的原核生物藍(lán)藻外，不

11、含葉綠體的原核生物藍(lán)藻(ln zo)、某些細(xì)菌、某些細(xì)菌（如綠硫細(xì)菌、紫硫細(xì)菌）也能進(jìn)行光合作用。（如綠硫細(xì)菌、紫硫細(xì)菌）也能進(jìn)行光合作用。第22頁(yè)/共43頁(yè)第二十二頁(yè)，共44頁(yè)。葉綠體葉綠體光合作用光合作用(gungh-zuyng)的場(chǎng)所的場(chǎng)所第23頁(yè)/共43頁(yè)第二十三頁(yè)，共44頁(yè)。色素(s s)位于葉綠體基粒的類(lèi)囊體薄膜上思考：1克菠菜葉片中的類(lèi)囊體薄膜的面積(min j)可達(dá)60左右？極大地拓展了受光面積，為光合作用的酶提供(tgng)附著位點(diǎn)。第24頁(yè)/共43頁(yè)第二十四頁(yè)，共44頁(yè)。葉綠體的作用僅僅是吸收葉綠體的作用僅僅是吸收(xshu)光光能嗎？能嗎？ 水綿是常見(jiàn)的淡水藻類(lèi)水綿是常見(jiàn)

12、的淡水藻類(lèi) 每條水綿由許多個(gè)結(jié)構(gòu)相每條水綿由許多個(gè)結(jié)構(gòu)相同的長(zhǎng)筒狀細(xì)胞連接同的長(zhǎng)筒狀細(xì)胞連接(linji)而成。而成。 水綿很明顯的特點(diǎn)是：葉水綿很明顯的特點(diǎn)是：葉綠體呈帶狀，螺旋排列在綠體呈帶狀，螺旋排列在細(xì)胞里。細(xì)胞里。 探究(tnji)四第25頁(yè)/共43頁(yè)第二十五頁(yè)，共44頁(yè)。5 5、恩吉爾曼實(shí)驗(yàn)(shyn)1880(shyn)1880年光合作用可以釋放光合作用可以釋放氧氣氧氣(yngq)場(chǎng)所場(chǎng)所葉綠體葉綠體光合作用需要光能光合作用需要光能結(jié)論(jiln):第26頁(yè)/共43頁(yè)第二十六頁(yè)，共44頁(yè)。1880年，美國(guó)(mi u)科學(xué)家恩格爾曼黑暗處用極細(xì)光束黑暗處用極細(xì)光束(gungsh)照

13、射照射暴露暴露(bol)在光下在光下第27頁(yè)/共43頁(yè)第二十七頁(yè)，共44頁(yè)。水綿+好氧細(xì)菌黑暗無(wú)空氣極細(xì)光束照射 好氧細(xì)菌集中在葉綠體被光束照射的部位完全暴露光下 好氧細(xì)菌分布于葉綠體所有受光部位 v 實(shí)驗(yàn)過(guò)程1、氧氣是葉綠體釋放出來(lái)的2、葉綠體是綠色植物進(jìn)行光合作用的場(chǎng)所v 實(shí)驗(yàn)結(jié)論v 實(shí)驗(yàn)的巧妙之處1 選用水綿：具有細(xì)而長(zhǎng)的葉綠體并且其螺旋狀分布在細(xì)胞中。2 先放在黑暗無(wú)空氣的環(huán)境中：排除環(huán)境中光和氧氣的影響。3 極細(xì)的光束照射、好氧細(xì)菌檢測(cè)：迅速準(zhǔn)確地判斷出釋放氧氣的部位。4 黑暗和極細(xì)光照射形成對(duì)比：明確指出結(jié)果完全是由光照引起的。5 設(shè)置驗(yàn)證試驗(yàn)：完全暴露在光下，再一次驗(yàn)證了實(shí)驗(yàn)結(jié)果

14、。第28頁(yè)/共43頁(yè)第二十八頁(yè)，共44頁(yè)。第29頁(yè)/共43頁(yè)第二十九頁(yè)，共44頁(yè)。葉綠體含光合色素(s s)為什么說(shuō)葉綠體是進(jìn)行光合作用完整單位？位于(wiy)基粒上含光合作用(gungh-zuyng)有關(guān)酶位于基粒上（少量）位于基質(zhì)中（大量）第30頁(yè)/共43頁(yè)第三十頁(yè)，共44頁(yè)。葉綠體的結(jié)構(gòu)葉綠體的結(jié)構(gòu)(jigu)外膜外膜內(nèi)膜內(nèi)膜基粒基?；|(zhì)基質(zhì)(j zh)類(lèi)囊體類(lèi)囊體捕獲光能捕獲光能(gungnng)的色素分布在的色素分布在_類(lèi)囊體的薄膜上類(lèi)囊體的薄膜上與光合作用有關(guān)的酶分布于與光合作用有關(guān)的酶分布于 。 基?；Ｄ覡罱Y(jié)構(gòu)的薄膜上囊狀結(jié)構(gòu)的薄膜上、葉綠體的基質(zhì)中葉綠體的基質(zhì)中第31頁(yè)/共4

15、3頁(yè)第三十一頁(yè)，共44頁(yè)。小結(jié)(xioji) 葉綠體是進(jìn)行光合作用的場(chǎng)所。它內(nèi)部的巨大膜面積上，不僅(bjn)分布著許多吸收光能的色素分子，還有許多進(jìn)行光合作用所必需的酶。第32頁(yè)/共43頁(yè)第三十二頁(yè)，共44頁(yè)。綠藻(l zo)紅藻(hn zo)褐藻(h zo) 透光帶 上部 中部 下部 海藻分層現(xiàn)象海藻分層現(xiàn)象 光照強(qiáng)光照強(qiáng)光照弱光照弱 不同顏色的藻類(lèi)吸收不同不同顏色的藻類(lèi)吸收不同波長(zhǎng)的光。藻類(lèi)本身的顏色是波長(zhǎng)的光。藻類(lèi)本身的顏色是反射出來(lái)的光，即反射出來(lái)的光，即紅藻紅藻反射反射出了出了紅光紅光，綠藻綠藻反射出反射出綠光綠光，褐藻褐藻反射出反射出黃色黃色的光。水層的光。水層對(duì)光波中的紅、橙部

16、分吸收對(duì)光波中的紅、橙部分吸收顯著多于對(duì)藍(lán)、綠部分的吸顯著多于對(duì)藍(lán)、綠部分的吸收，即到達(dá)深水層的光線(xiàn)是收，即到達(dá)深水層的光線(xiàn)是相對(duì)富含短波長(zhǎng)的光，所以相對(duì)富含短波長(zhǎng)的光，所以吸收吸收紅光紅光和和藍(lán)紫光藍(lán)紫光較多的較多的綠綠藻藻分布于海水的淺層，吸分布于海水的淺層，吸收收藍(lán)紫光藍(lán)紫光和和綠光綠光較多的較多的紅藻紅藻分布于海水深的地方。分布于海水深的地方。（課本（課本P100P100拓展題拓展題2 2）第33頁(yè)/共43頁(yè)第三十三頁(yè)，共44頁(yè)。與生活(shnghu)的聯(lián)系 根據(jù)不同色素對(duì)不同波長(zhǎng)的光的吸收(xshu)不同的特點(diǎn)，想一想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？白

17、色最好(zu ho)，其次是紅光或藍(lán)光， 最次是綠光第34頁(yè)/共43頁(yè)第三十四頁(yè)，共44頁(yè)。1研磨綠葉時(shí)要加入(jir)碳酸鈣，其目的是 ( ) A使各種色素溶解在丙酮中 B使研磨充分 C防止色素分子被破壞 D加速研磨 2對(duì)“葉綠體中色素的提取和分離(fnl)”實(shí)驗(yàn)中，下列描述 正確的是 ( )A將5g新鮮完整的菠菜葉，放入研缽中，加入丙酮、石英砂、CaCO3以后，迅速研磨B用毛細(xì)吸管吸取少量濾液；沿鉛筆線(xiàn)處小心均勻地劃出一條濾液細(xì)線(xiàn)，并連續(xù)迅速地重復(fù)劃23次C把劃好細(xì)線(xiàn)的濾紙條插入層析液中，并不斷搖晃，以求加快色素在濾紙條上的擴(kuò)散D色素分子是有機(jī)物，不溶于水，所以研磨過(guò)程中加入乙醇是為了溶解

18、色素 CD第35頁(yè)/共43頁(yè)第三十五頁(yè)，共44頁(yè)。 4下圖所示“葉綠體中色素的提取和分離”實(shí)驗(yàn)的裝置 正確的是 ( ) 5紙層析(cn x)法分離葉綠體色素時(shí),濾紙上最下端的色素名稱(chēng)和顏色分別是 ( ) A橙黃色的胡蘿卜素 B黃色的葉黃素 C藍(lán)綠素的葉綠素a D黃綠色的葉綠素b 6在圓形濾紙的中央，滴上葉綠體的色素濾液進(jìn)行色素分離，會(huì)看到近似同心的四圈色素環(huán)，排在最外圈的色素是 ( ) A橙黃色的胡蘿卜素 B黃色的葉黃素 C藍(lán)綠素的葉綠素a D黃綠色的葉綠素bBDA第36頁(yè)/共43頁(yè)第三十六頁(yè)，共44頁(yè)。7陽(yáng)光通過(guò)三棱鏡能顯示出七種顏色的連續(xù)光譜。如果將一瓶葉綠素提取液放在光源和三棱鏡之間，連

19、續(xù)光譜中就會(huì)出現(xiàn)(chxin)一些黑色條帶，這些條帶應(yīng)位于A綠光區(qū) B紅橙光區(qū)和綠光區(qū)( )C藍(lán)紫光區(qū)和綠光區(qū) D紅橙光區(qū)和藍(lán)紫光區(qū)D8用下述容積相同的玻璃罩分別罩住大小、生長(zhǎng)狀況(zhungkung)相同的天竺葵，光照相同時(shí)間后，罩內(nèi)O2最多的是 ( )A綠色罩 B黑色罩 C無(wú)色罩 D藍(lán)紫色罩 C第37頁(yè)/共43頁(yè)第三十七頁(yè)，共44頁(yè)。8分別在A、B、C三個(gè)研缽中加2克剪碎的新鮮菠菜綠葉，并按下表所示添加試劑，經(jīng)研磨、過(guò)濾(gul)得到三種不同顏色的溶液，即：深綠色、黃綠色（或褐色），幾乎無(wú)色。注：“”表示加；“”表示不加。試回答：（1）A處理得到的溶液顏色是_ _，原因是_。（2）B處理得到的溶液顏色是_ _，原因是_。（3）C處理得到的溶液顏色_ _，原因是_。 處理ABCSiO2（少量）CaCO3（少量）95乙醇（10毫升）蒸餾水（10毫升）黃綠色部分(b fen)葉綠素受到破壞幾乎(jh)無(wú)