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我的课件:第4节:捕获光能的色素和结构


能量的最终来源于光能。

光能转化为化学能被细胞所吸收 的过程称为光合作用。

太阳光中有能量,我 们制造出太阳能电池板 可以捕获其中的能量并 转化为电能。 绿色植物也能捕获 并转化太阳光中的能量, 那么,绿叶中通过什么 物质或结构捕获并转化 光能呢?

捕获光能的色素
我们知道,玉米中有时会出现白化 苗。

白化苗由于不能进行光合作用, 待种子中贮存的养分耗尽就会死亡。 可见光合作用与细胞中的色素有关。
绿叶中有哪些色素呢?

【实 验】

叶绿体中色素的提取和分离
这个实验的主要目的是:探究绿叶 中含有几种色素和学习对色素进行 提取和分离的方法,并设法将这些 色素分离开。

一、实验原理
1.叶绿体中的色素能溶解在有机溶剂无水乙 醇中,所以用无水乙醇可提取叶绿体中色 素。 2.色素在层析液中溶解度不同,溶解度高的 色素分子随层析液在滤纸条上扩散得快, 溶解度低的色素分子随层析液在滤纸条上 扩散得慢,因而可用层析液将不同的色素 分离。

二.方法步骤:
1.提取绿叶中的色素
取5g左右的鲜叶,剪碎, 放入研钵中。加少许的石英 砂和碳酸钙与无水乙醇。在 研钵中快速研磨。将研磨液 进行过滤。

2.制备滤纸条

铅笔线
画铅笔细线

二.方法步骤:
3.画滤液细线 4.分离绿叶中的色素
培养皿

★要求:细、直、浓 重复2—3次

纸层析法
层析液

5、观察与记录实验结果

三、注意事项
1.为什么研磨要快,收集的滤液要用棉塞塞住? 无水乙醇具有挥发性,避免无水乙醇挥发 2.在研磨时要加少许二氧化硅和碳酸钙,目的是什么? 加二氧化硅,使研磨更充分,便于色素的提取。加碳酸 钙,避免研磨过程中色素被破坏(有机酸会破坏色素) 3.分离色素时,为什么一定不要让滤纸条上的滤液细线 接触到层析液? 因为色素易溶解在层析液中,导致色素带不清晰,影 响实验结果。 4.为什么层析时要加盖? 层析液具有挥发性,而且有毒,避免层析液挥发。

四.实验结果:

讨论:1.滤纸条上有几条不同颜色的色带?其排序怎 样?宽窄如何?这说明了什么?
2012-8-4 9

思考:哪种色素的含量最多? 哪种色素在层析液中的溶解度最大? 胡萝卜素(橙黄色)


绿 叶 中 的 色 素

类胡萝卜素
(含量约1/4)

叶黄素(黄色) 叶绿素a(蓝绿色)



叶绿素
(含量约3/4)

爱 币

叶绿素b(黄绿色)

色素的吸收光谱

叶绿素溶液 类胡萝卜素溶液

叶绿素主要吸收红光和蓝紫光 类胡萝卜素主要吸收蓝紫光

结论:

色素的吸收光谱图

问题探讨

色素的吸收光谱图

? 叶绿素a和叶绿素b主要吸收蓝紫光和红光, 胡萝卜素和叶黄素主要吸收蓝紫光。 问题:这些捕获光能的色素存在于细胞中 ? 注:因为叶绿素对绿光吸收最少,绿光被反 射回来,所以叶片才呈现绿色。 的什么部位?

叶绿体
? 1817年,两位法国科学家首次从植物中 分离出叶绿素,当时并不清楚叶绿素在植物 细胞中的分布情况。 ? 1865年,德国植物学家萨克斯研究叶绿 素在光合作用中的功能时,发现叶绿素并非 普遍分布在植物的整个细胞中,而是集中在 一个更小的结构里,后来人们称之为叶绿体。

捕获光能的结构—叶绿体
(1)分布 主要分布在绿色植物的叶肉细胞 (2)形态 一般呈扁平的椭球形或球形 (3)结构 外膜 内膜 透明,有利于光线的透过

基粒 由两个以上的类囊体组成, 含色素和酶
基质 含多种光合作用 所必需的酶 (4)功能 光合作用的场所

讨论:恩格尔曼实验在设计上有什么巧妙之处?
(1)用水绵作实验材料,有细而长的带状叶绿体, 螺旋状分布在细胞中,便于观察和分析研究。 (2)将临时装片置于黑暗且没有空气的环境中, 排除了环境中光线和O2的影响,从而确保实验 能顺利进行。 (3)用极细的光束照射,并且用好氧菌进行 检测,能准确的判断水绵细胞中放O2 部位。 (4)进行黑暗(局部光照)与曝光的对照实验, 从而明确实验结果完全是由光照引起的。

结论:
? 叶绿体是进行光合作用的场所,它内 部的巨大膜表面上,不仅分布着许多 吸收光能的色素分子,还有许多进行 光合作用所必需的酶。

课堂检测
? 1、在叶绿体色素的提取和分离实验中在滤 纸条上扩散速度最快的色素是(C ) A、叶绿素a B、叶绿素b C、胡萝卜素 D、叶黄素 ? 2、用纸层析法将色素进行分离,在滤纸条 上出现最宽的一条色素带的颜色是( C ) A、橙黄色 B、黄色 C、蓝绿色 D、黄 绿色 ? 3、在圆形滤纸的中央点上,对叶绿体的色 素进行色素分析,会得到近似,同心的四个 色素环,排到在最里圈的色素是( ) D A、橙黄色 B、蓝绿色 C、黄色 D、 黄绿色

练习
1、在植物实验室的暗室内,为了尽可能地降 低植物光合作用的强度,最好安装( B ) A、红光灯 B、绿光灯 C、白炽灯 D、蓝光灯 2、为提高大棚蔬菜的产量,哪项措施更有效 ( D ) B、安装蓝紫色透光薄膜 A、安装红色透光薄膜 C、安装绿色透光薄膜 D、安装无色透光薄膜

练习
3.在圆形滤纸的中央点上粘叶绿体的色素滤液, 进行色素分析,会得到近似同心环状的四个色素圈, 排在外圈的色素呈 [ A ] A.橙黄色 B.黄色 C.蓝绿色 D.黄绿色 4、(1)在“叶绿体色素的提取和分离实验”中,将叶绿体 纸层析法 色素进行分离的方法名称是_________。(2)某学生在实验 过程中将划有滤液细线的滤纸条(已重复几次划线)插入层 析液,几分种后取出观察,发现在滤纸条上无色素分带现 象,而其他用同一滤液作实验的同学的滤纸条上却色素分 滤液线浸入层析液 带明显。其实验失败的原因最可能是________________。

5、下图是叶绿体色素的提取与分离实验中所用的材料与用具。请回答: 分别在A、B、C三个研钵中加入2克菠菜,经研磨、提取得到三种颜色的溶液: 深绿色、黄绿色(或褐色)、几乎无色。注:“+”表示加,“—”表示不加。

处理

A

B

C

二氧化硅(少量) 碳酸钙(少量) 95%乙醇(10ml) 蒸馏水(10ml)

+ —
+ —

+ + — +

+ + + —

叶绿素被破坏 (1)A处理得到的溶液颜色是 黄绿色 ,原因是_____________________ 色素未被提取出来 (2)B处理得到的溶液颜色是 几乎无色 ,原因是_____________________ (3)C处理得到的溶液颜色是 深绿色 , 细、直、浓 (4)划滤液细线要求___________________ 防止挥发 层析液不要没及滤液细线 ,加盖的目的_________ (5)分离色素时关键注意 胡萝卜素 和 叶黄素 , (6)色素分离的结果:相邻色素带间距最宽的是 他们的颜色是 橙黄色 和 黄色 ,主要吸收 蓝紫 光。

问 题 探 讨

? 有些蔬菜大棚内悬挂发红色 或蓝色的灯管,并且白天也开 灯。

1.用这种方法有什么好处?这样做对光合作用有影响吗?
可以提高光合作用强度;不同颜色的光会影响植物的光合作用。

2.为什么不使用发绿色光的灯管作补充光源? 因为叶绿素对绿光吸收很最少,所以不使用


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