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(wèn)題探討：

不同顏色的光照對(duì)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(chǔ)存在有機(jī)物中的能量來(lái)自哪里呢？

太陽(yáng)的光能又是通過(guò)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(shí)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(lèi)的色素呢？？

如果整株植物的細(xì)胞都沒(méi)有色素，會(huì)怎樣呢？

1、研磨過(guò)程中加入無(wú)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(huà)濾液細(xì)線時(shí)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(gè)問(wèn)題

（1）捕獲光能的色素

[實(shí)驗(yàn)原理]

提取:

分離:

[實(shí)驗(yàn)?zāi)康腯

提取和分離綠葉中的色素，探究綠葉中色素的種類(lèi)

用層析液分離色素

用無(wú)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(shí)驗(yàn)材料用具]

新鮮的綠葉（深綠）（如菠菜的綠葉）

無(wú)水乙醇（可用體積分?jǐn)?shù)95%的乙醇，加入適量無(wú)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(shí)驗(yàn)步驟]

1.提取綠葉中的色素

a.研磨:

材料:5g鮮葉

藥品

SiO2

CaCO3

無(wú)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(guò)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(huì)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(shí)到達(dá)濾液細(xì)線。

b、畫(huà)濾液細(xì)線

★要求：細(xì)、直、齊

注意：待濾液干后，再畫(huà)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(shí)驗(yàn)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(shuō)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(shuō)明綠葉中有4種色素，它們?cè)趯游鲆旱娜芙舛炔煌?，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(chēng)取的綠葉過(guò)少或放置數(shù)天的菠菜葉，色素含量少

②加入的無(wú)水乙醇過(guò)多，色素溶液濃度小

③未加碳酸鈣或加入的過(guò)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(lái)

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(shí)，部分濾液細(xì)線已觸及層析液

同上4點(diǎn)

提取液

色素帶

注意事項(xiàng)

1.因無(wú)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(shí)要加蓋，盡量減少有機(jī)溶劑的揮發(fā)。

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

3.制備濾紙條時(shí)，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(shí)驗(yàn)結(jié)果

葉綠素

類(lèi)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(lèi)

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(lèi)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(lèi)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?yàn)槿~綠素對(duì)綠光吸收最少，綠光被反射回來(lái)，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(lèi)囊體

外膜

內(nèi)膜

(色素)

結(jié)論：

氧是由葉綠體釋放出來(lái)的，光合作用需要光照。

沒(méi)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(shí)驗(yàn)

葉綠體的功能

自主預(yù)習(xí)教材P100-101，完成討論：

實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)

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(shí)驗(yàn)說(shuō)明了什么？

恩格爾曼第二個(gè)實(shí)驗(yàn)

葉綠體是進(jìn)行光合作用的場(chǎng)所。

資料2:在類(lèi)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(lèi)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(lèi)

葉綠素

類(lèi)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