捕獲光能的色素和結(jié)構(gòu)

關(guān)于捕獲光能的色素和結(jié)構(gòu)第一頁，共五十八頁，2022年，8月28日提出問題自然界中的植物葉片多為綠色，是因?yàn)槿~肉細(xì)胞中含有哪一結(jié)構(gòu)呢？這一結(jié)構(gòu)是不是有什么特殊結(jié)構(gòu)或物質(zhì)存在？葉綠體為什么是綠色的？第二頁，共五十八頁，2022年，8月28日一、捕獲光能的色素和結(jié)構(gòu)探究一綠葉中有哪些色素呢？第三頁，共五十八頁，2022年，8月28日綠葉中色素的提取和分離目的要求：

1.綠葉中色素的提取和分離。2.探究葉綠體中有幾種色素。材料用具：新鮮的綠色葉片(如菠菜葉片)。干燥的定性濾紙，小燒杯，研缽，玻璃漏斗，尼龍布，毛細(xì)吸管，剪刀，小試管，培養(yǎng)皿蓋，藥勺，量筒(10mL)。無水乙醇，層析液，二氧化硅，碳酸鈣。第四頁，共五十八頁，2022年，8月28日綠葉中色素的提取和分離1.提?。壕G葉中的色素都能溶解于有機(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。2.分離：紙層析法綠葉中的色素不止一種，它們都能溶解在層析液中。然而，它們在層析液中的溶解度不同。溶解度高的隨層析液在濾紙上擴(kuò)散得快；反之則慢。這樣濾液中不同的色素就隨著層析液在濾紙上的擴(kuò)散而分離開。實(shí)驗(yàn)原理：第五頁，共五十八頁，2022年，8月28日方法與步驟1、秤取綠葉，剪碎3、研磨2、加入無水乙醇4、過濾5、獲得含色素的濾液第六頁，共五十八頁，2022年，8月28日6、制備濾紙條7、鉛筆畫細(xì)的橫線8、畫濾液細(xì)線9、分離綠葉中的色素第七頁，共五十八頁，2022年，8月28日第八頁，共五十八頁，2022年，8月28日捕獲光能的色素類胡蘿卜素葉綠素胡蘿卜素葉黃素葉綠素a葉綠素b(占1/4)(占3/4)濾紙上色帶的排列順序如何？寬窄如何？說明什么？(藍(lán)綠色)(黃綠色)(橙黃色)(黃色)第九頁，共五十八頁，2022年，8月28日（1）研磨時(shí)放入少量二氧化硅和碳酸鈣的目的分別是什么？

探究一（2）濾紙條為什么要剪去兩個(gè)角？（3）層析時(shí)燒杯要加蓋，為什么？

（4）為什么重復(fù)畫濾液細(xì)線？（5）為什么濾液細(xì)線不能觸及層析液？否則濾液細(xì)線中的色素分子將溶解在層析液中使實(shí)驗(yàn)失敗為了積累更多的色素，使分離后的色素帶明顯防止層析液揮發(fā)使層析液同步到達(dá)濾液細(xì)線二氧化硅：使研磨充分碳酸鈣：防止色素被破壞第十頁，共五十八頁，2022年，8月28日葉綠素主要吸收___________類胡蘿卜素主要吸收________探究二：這四種色素對(duì)光的吸收有什么差別嗎？藍(lán)紫光藍(lán)紫光、紅光第十一頁，共五十八頁，2022年，8月28日（1）葉片呈現(xiàn)綠色的原因是什么？（2）為什么許多植物到了秋天葉子就變黃了？紅葉是怎么回事呢？（3）溫室的頂棚用紅色玻璃還是綠色玻璃好？綠葉幾乎不吸收綠光，把綠光反射出來呈現(xiàn)綠色葉綠素不穩(wěn)定，低溫把葉綠素分解，使葉片呈現(xiàn)類胡蘿卜的顏色

紅葉是由葉子的花青素和胡蘿卜素引起的紅色玻璃第十二頁，共五十八頁，2022年，8月28日１、1817年法國科學(xué)家首次從植物中分離出葉綠素。２、1865年德國植物學(xué)家薩克斯

葉綠素集中在葉綠體結(jié)構(gòu)中

捕獲光能的色素存在于哪里呢？探究三第十三頁，共五十八頁，2022年，8月28日葉片中的葉肉細(xì)胞綠葉

葉肉細(xì)胞亞顯微結(jié)構(gòu)模式圖

葉綠體亞顯微結(jié)構(gòu)模式圖（二）葉綠體的結(jié)構(gòu)外膜內(nèi)膜類囊體基粒分布著色素基質(zhì)第十四頁，共五十八頁，2022年，8月28日第十五頁，共五十八頁，2022年，8月28日葉綠體的作用僅僅是吸收光能嗎？水綿是常見的淡水藻類每條水綿由許多個(gè)結(jié)構(gòu)相同的長筒狀細(xì)胞連接而成。水綿很明顯的特點(diǎn)是：葉綠體呈帶狀，螺旋排列在細(xì)胞里。探究四第十六頁，共五十八頁，2022年，8月28日第十七頁，共五十八頁，2022年，8月28日討論：恩格爾曼實(shí)驗(yàn)在設(shè)計(jì)上有什么巧妙之處？（1）、用水綿作實(shí)驗(yàn)材料，有細(xì)而長的帶狀葉綠體，螺旋狀分布在細(xì)胞中，便于觀察和分析研究。（2）、將臨時(shí)裝片置于黑暗且沒有空氣的環(huán)境中，排除了環(huán)境中光線和O2的影響，從而確保實(shí)驗(yàn)?zāi)茼樌M(jìn)行。（3）、用極細(xì)的光束照射，并且用好氧菌進(jìn)行檢測，能準(zhǔn)確的判斷水綿細(xì)胞中放O2部位。（4）、進(jìn)行黑暗（局部光照）與曝光的對(duì)照實(shí)驗(yàn)，從而明確實(shí)驗(yàn)結(jié)果完全是由光照引起的。第十八頁，共五十八頁，2022年，8月28日葉綠體是進(jìn)行光合作用的場所。它內(nèi)部的巨大膜表面上，不僅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。

葉綠體的功能光合作用色素能吸收、傳遞和轉(zhuǎn)化光能第十九頁，共五十八頁，2022年，8月28日光與光合作用—捕獲光能的色素和結(jié)構(gòu)葉綠體是進(jìn)行光合作用的場所。第二十頁，共五十八頁，2022年，8月28日1．研磨綠葉時(shí)要加入碳酸鈣，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．加速研磨鞏固練習(xí)2．對(duì)“葉綠體中色素的提取和分離”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；沿鉛筆線處小心均勻地劃出一條濾液細(xì)線，并連續(xù)迅速地重復(fù)劃2～3次C．把劃好細(xì)線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，所以研磨過程中加入丙酮是為了溶解色素CD第二十一頁，共五十八頁，2022年，8月28日3．分別在I、II、III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、過濾得到三種不同顏色的溶液，即：深綠色、黃綠色、幾乎無色。則I、II、III三個(gè)研缽中的溶液顏色分別是（）A．幾乎無色、黃綠色、深綠色B．深綠色、幾乎無色、黃綠色C．黃綠色、深綠色、幾乎無色D．黃綠色、幾乎無色、深綠色D第二十二頁，共五十八頁，2022年，8月28日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．紙層析法分離葉綠體色素時(shí),濾紙上最下端的色素名稱和顏色分別是()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aD．黃綠色的葉綠素b6．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aD．黃綠色的葉綠素bBDA第二十三頁，共五十八頁，2022年，8月28日7．陽光通過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，連續(xù)光譜中就會(huì)出現(xiàn)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、生長狀況相同的天竺葵，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．無色罩D．藍(lán)紫色罩C第二十四頁，共五十八頁，2022年，8月28日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、過濾得到三種不同顏色的溶液，即：深綠色、黃綠色（或褐色），幾乎無色。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）－＋－第二十五頁，共五十八頁，2022年，8月28日光合作用：是綠色植物通過葉綠體，利用可見光中的光能，把二氧化碳和水合成為儲(chǔ)存能量的糖類（通常指葡萄糖），并且釋放出氧氣的過程。1、什么是光合作用？二、光合作用的原理和應(yīng)用問題1：光合作用的探究歷程第二十六頁，共五十八頁，2022年，8月28日①1771年：英——普里斯特利的實(shí)驗(yàn)②1864年：德——薩克斯的實(shí)驗(yàn)③1880年：美——恩格爾曼的實(shí)驗(yàn)④20世紀(jì)30年代：美——魯賓和卡門的實(shí)驗(yàn)光合作用的發(fā)現(xiàn)第二十七頁，共五十八頁，2022年，8月28日普里斯特利實(shí)驗(yàn)第二十八頁，共五十八頁，2022年，8月28日1864年，薩克斯(德)的實(shí)驗(yàn)（置于暗處幾小時(shí)）思考：目的是什么？一半遮光一半曝光為了使綠葉中原有的有機(jī)物消耗殆盡第二十九頁，共五十八頁，2022年，8月28日第三十頁，共五十八頁，2022年，8月28日1864年，（德）薩克斯的實(shí)驗(yàn)綠色葉片中光合作用中產(chǎn)生了淀粉第三十一頁，共五十八頁，2022年，8月28日結(jié)論:氧氣是葉綠體產(chǎn)生的;葉綠體是光合作用的場所第三十二頁，共五十八頁，2022年，8月28日

返回光合作用氧來源的探究第三十三頁，共五十八頁，2022年，8月28日光反應(yīng)暗反應(yīng)劃分依據(jù):反應(yīng)過程是否需要光能三、光合作用的過程第三十四頁，共五十八頁，2022年，8月28日H2O類囊體膜酶Pi

＋ADPATP1.光反應(yīng)階段酶、光、色素、葉綠體內(nèi)的類囊體膜上水的光解：H2O[H]+O2光能（還原劑）ATP的合成：ADP＋Pi＋能量（光能）ATP酶條件：場所：物質(zhì)變化：能量變化：光能轉(zhuǎn)變?yōu)榛钴S的化學(xué)能貯存在ATP中[H]水第三十五頁，共五十八頁，2022年，8月28日CO2糖類

五碳化合物C5

蛋白質(zhì)脂質(zhì)CO2的固定三碳化合物2C3C3的還原

基質(zhì)多種酶H2O類囊體膜酶Pi

＋ADPATP[H]第三十六頁，共五十八頁，2022年，8月28日CO2糖類

五碳化合物C5

蛋白質(zhì)脂質(zhì)CO2的固定三碳化合物2C3C3的還原

基質(zhì)多種酶[H]ATP2.暗反應(yīng)階段CO2的固定：CO2＋C52C3酶C3的還原：ATP[H]、ADP+Pi條件：場所：物質(zhì)變化：能量變化：葉綠體的基質(zhì)中多種酶、

ATP中活躍的化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)樘穷惖?/p>

有機(jī)物中穩(wěn)定的化學(xué)能2C3(CH2O)酶糖類[H]、ATP、CO2第三十七頁，共五十八頁，2022年，8月28日光反應(yīng)暗反應(yīng)酶酶酶比較色素酶聯(lián)系能量變化物質(zhì)變化場所條件光暗反應(yīng)光反應(yīng)過程項(xiàng)目需要光色素、酶不需要光酶類囊體膜上基質(zhì)中水的光解、ATP的合成CO2的固定；C3的還原ATP中活躍化學(xué)能ATP中活躍化學(xué)能光能有機(jī)物中穩(wěn)定化學(xué)能光反應(yīng)為暗反應(yīng)提供[H]和ATP，暗反應(yīng)為光反應(yīng)提供ADP和Pi。第三十八頁，共五十八頁，2022年，8月28日光合作用的反應(yīng)式：6CO2+12H2OC6H12O6+6O2+6H2O光能葉綠體釋放的氧氣來源于參加反應(yīng)的水為什么反應(yīng)式的兩邊都有水？釋放的氧氣來源于參加反應(yīng)的水四、光合作用的總反應(yīng)式：第三十九頁，共五十八頁，2022年，8月28日

整個(gè)光合作用過程中的物質(zhì)變化和能量變化分別是什么？物質(zhì)變化：無機(jī)物能量變化：光能轉(zhuǎn)變轉(zhuǎn)變光合作用的實(shí)質(zhì)：有機(jī)物糖類等有機(jī)物中的化學(xué)能第四十頁，共五十八頁，2022年，8月28日生理過程比較項(xiàng)目光合作用呼吸作用兩者關(guān)系場所主要在綠色植物的葉綠體中進(jìn)行凡是活細(xì)胞都進(jìn)行，在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體中進(jìn)行兩者不可逆條件在光照條件下進(jìn)行有光無光都能進(jìn)行物質(zhì)轉(zhuǎn)變無機(jī)物有機(jī)物有機(jī)物無機(jī)物兩者相反能量轉(zhuǎn)變光能ATP中活躍的化學(xué)能有機(jī)物中穩(wěn)定的化學(xué)能是同化作用的重要組成成分有機(jī)物中穩(wěn)定的化學(xué)能ATP中活躍的化學(xué)能是異化作用的重要組成部分聯(lián)系光合作用為呼吸作用提供了物質(zhì)基礎(chǔ)（有機(jī)物和氧氣），呼吸作用為光合作用提供了能量和原料（CO2）兩者相互聯(lián)系第四十一頁，共五十八頁，2022年，8月28日五、光和作用原理應(yīng)用光1、光照強(qiáng)度：光合作用隨光照強(qiáng)度的變化而變化。光照弱時(shí)光合作用減慢，光照逐步增強(qiáng)時(shí)光合作用隨之加快，但是光照增強(qiáng)到一定程度，光合作用速度不再增加。2、光質(zhì)不同影響光合速率，白光為復(fù)色光，光合作用能力最強(qiáng)。第四十二頁，共五十八頁，2022年，8月28日光在生產(chǎn)中的應(yīng)用1、適當(dāng)提高光照強(qiáng)度。2、延長光合作用時(shí)間。3、增加光合作用面積——合理密植。4、對(duì)溫室大棚用無色透明玻璃。5、若要降低光合作用則用有色玻璃，如用紅色玻璃，則透紅光吸收其他波長的光，光合能力較白光弱，但較其他單色光強(qiáng)。

第四十三頁，共五十八頁，2022年，8月28日溫度及其在生產(chǎn)中的應(yīng)用

光合作用的光反應(yīng)和暗反應(yīng)是酶促反應(yīng)，溫度直接影響酶的活性，從而影響光合速率。溫度過高，還會(huì)影響植物葉片氣孔開度，影響CO2供應(yīng)，進(jìn)而影響暗反應(yīng)，從而影響光合速率。1、適時(shí)播種。2、溫室栽培植物時(shí)，白天適當(dāng)提高溫度，晚上適當(dāng)降溫。3、植物“午休”現(xiàn)象的原因之一。第四十四頁，共五十八頁，2022年，8月28日二氧化碳濃度

二氧化碳是光合作用的原料之一。環(huán)境中二氧化碳濃度的高低明顯影響光合速率。在一定范圍內(nèi)，植物的光合速率是隨CO2濃度增加而增加，但到達(dá)一定程度時(shí)再增加CO2濃度，光合速率不再增加。溫室栽培植物時(shí)適當(dāng)提高室內(nèi)CO2的濃度，如施放一定量的干冰或多施農(nóng)家肥。

第四十五頁，共五十八頁，2022年，8月28日礦質(zhì)元素

礦質(zhì)元素直接或間接影響光合作用。N、Mg、Fe、Mn、Cu、P、Cl產(chǎn)生直接影響（N影響酶的含量，N、Mg、Fe、Mn影響葉綠素的組成或生物合成）。K、P、B對(duì)光合作用產(chǎn)生間接影響。合理施肥第四十六頁，共五十八頁，2022年，8月28日水水分是光合作用原料之一，缺少時(shí)光合速率下降。合理灌溉

第四十七頁，共五十八頁，2022年，8月28日探究環(huán)境因素對(duì)光合作用的影響

實(shí)驗(yàn)原理：利用真空滲入法排除葉內(nèi)細(xì)胞間隙的空氣，充以水分，使葉片沉于水中。在光合作用過程中，植物吸收CO2放出O2，由于O2在水中的溶解度很小，而在細(xì)胞間積累,結(jié)果使原來下沉的葉片上浮，根據(jù)上浮所需的時(shí)間長短，即能比較光合作用的強(qiáng)弱。第四十八頁，共五十八頁，2022年，8月28日實(shí)驗(yàn)步驟：第四十九頁，共五十八頁，2022年，8月28日打出小圓形葉片(30片)：用打孔器在生長旺盛的綠葉上打出(直徑＝1cm)

抽出葉片內(nèi)氣體：用注射器(內(nèi)有清水、小圓形葉片)抽出葉片內(nèi)氣體(O2等)

小圓形葉片沉水底：將抽出內(nèi)部氣體的小圓形葉片放入黑暗處盛有清水的燒杯中，小圓形葉片全部沉到水底實(shí)驗(yàn)流程第五十頁，共五十八頁，2022年，8月28日

項(xiàng)目

燒杯

小圓形葉片加富含CO2的清水光照強(qiáng)度葉片浮起數(shù)量甲10片20mL強(qiáng)多乙10片20mL中中丙10片20mL弱少實(shí)驗(yàn)結(jié)論：在一定范圍內(nèi)，隨著光照強(qiáng)度不斷增強(qiáng)，光合作用強(qiáng)度也不斷增強(qiáng)(小圓形葉片中產(chǎn)生的O2多，浮起的多)。不同光照強(qiáng)度對(duì)光合作用的影響第五十一頁，共五十八頁，2022年，8月28日五、化能合成作用硝化細(xì)菌：

2NH3+3O22HNO2+2H2O+能量

2HNO2+O22HNO3+能量6CO2+6H2OC6H12O6+6O2硝化細(xì)菌硝化細(xì)菌第五十二頁，共五十八頁，2022年，8月28日色素分子可見光C52C3ADP+PiATP2H2OO24[H]多種酶酶C6H12O6+H2OCO2吸收光解能固定還原酶光反應(yīng)暗反應(yīng)光合作用的過程小結(jié)關(guān)系:相互制約,密切聯(lián)系,同時(shí)進(jìn)行第五十三頁，共五十八頁，2022年，8月28日

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